для чего нужен блуофф
BLOW OFF и байпас турбины.
В турбированном двигателе турбина нагнетает воздух через интеркулер во впускной коллектор. В впускном коллекторе есть дроссельная заслонка, которая закрывается, когда вы резко отпускаете газ. В этот момент турбина продолжает вращаться и нагнетать воздух. В системе появляется избыточное давление, которое превышает давление наддува. Образуется своеобразная обратная волна, которая бьёт по крыльчатке турбины. Это очень негативное явление, которое может привести к износу крыльчатки турбины и может даже разрушить её. Для того, чтобы этого не происходило, ставят клапана сброса избыточного давления BLOW OFF.
Как работает клапан BLOW OFF?
BLOW OFF имеет внутри корпуса клапан, который позволяет стравить избыточное давление воздуха наружу, проще говоря в подкапотное пространство. Для управления этим клапаном используется вакуумная камера. Во впускном коллекторе, при закрывании дроссельной заслонки, появляется разрежение, которое тянет за собой мембрану, а она уже в свою очередь открывает клапан, сбрасывая лишние давление. Система полностью механическая и достаточно надежная. Клапан Блоу офф продлевает жизнь турбины во много раз.
При стравливание воздуха в атмосферу клапан BLOW OFF издает достаточно интересный звук. В зависимости от типа выбранного Блоу офф, может меняться и издаваемый звук. Производители данных клапанов играются с этими звуками, предлагая покупателям достаточно широкий выбор. Кто-то делать свистящий звук, а кто-то просто пшикающий. Многие владельцы тюнингованных автомобилей хотят получить звук похожий на помпаж турбины. Помпаж турбины — это обратная волна давления воздуха, которая бьет по крыльчатке турбины. Этот эффект является достаточно губительным для турбины.
Что «пшикает» в спортивных машинах? Изучаем блоу-офф, байпас и вестгейт
Данная статья подразумевает, что читатель уже имеет некоторое представление о работе турбонаддува. Если же такого представления пока нет – не беда! Не так давно мы обсуждали эту штуку во всех подробностях: как выглядит, зачем нужна и как работает. Кто ещё не видел – нажимаем сюда и читаем..
А теперь к героям нашего сегодняшнего обсуждения. Я уверен, все автолюбители хоть раз слышали характерный «пшик» при переключениях скоростей на спортивных автомобилях. Более того, на сайтах наших китайских друзей есть невероятное количество этих «приблуд» всех цветов и видов, предлагаемых за очень демократичные цены. И у неподготовленного любителя тюнинга может создаться впечатление, что пшикалки эти служат исключительно для привлечения на улицах впечатлительных особ слабого пола. Но это не так. Точнее – изначально было не так, а служило лишь вполне себе конкретной технической задаче. Давайте разбираться.
В чём суть проблемы?
Итак, вы уже знаете, что при активном ускорении турбина нагнетает воздух во впускной коллектор. Но очевидно, что дуть до бесконечности невозможно, иначе разорвёт как минимум резиновые патрубки системы. И для ограничения создаваемого турбиной давления служит «вестгейт» (wastegate).
Клапан вестгейта, соединённый штоком с его «калиткой» в горячей части турбины. Далее станет понятно. (фото: twitter)
Это подпружиненный клапан, который при превышении определённого порога нагнетаемого давления перемещается и открывает заслонку в корпусе турбины, тем самым частично пуская выхлопные газы в обход крыльчатки – прямо в катализатор и далее по выпуску. Таким образом, обороты турбины снижаются, а значит, уменьшается и создаваемое ей давление.
Приводимая клапаном вестгейта заслонка-«калитка» в самой турбине. (фото: Drive2)
Но это, скажем так, эталонный сценарий: когда давление нарастает плавно и соразмерно нажатию на газ. А вот ситуация: вы «топили» с газом в пол, и внезапно на дорогу выбегает олень. Понятно, что в 99% случаев первое, что вы сделаете – отпустите педаль. Да вот беда! Турбина обладает очень неслабой инерционностью: хоть педальку вы отпустили, но она ещё продолжает крутиться по инерции. То есть, нагнетать воздух. А дроссельная заслонка-то уже закрыта! Давление снова растёт, угрожая что-то порвать.
Таким образом, конструктивно возникает необходимость в ещё одном клапане – который будет стравливать излишки уже нагнетённого воздуха. И здесь есть два варианта.
Блоу-офф – сдуваем в атмосферу
Тот нередкий случай, когда само название (blow—off – сдувать) объясняет суть вопроса. На самом деле всё просто: в магистраль между холодной (компрессорной) частью турбины и впускным коллектором врезается самый обычный предохранительный клапан. Как только давление в магистрали резко подскакивает и превышает критическое (когда мы резко сбросили газ, помните?) – он выпускает лишнее давление наружу. Банально на улицу, в подкапотное пространство. В этот момент и раздаётся тот самый сочный «пшик», который мы все привыкли узнавать по всяким «Форсажам» и подобным картинам. А вот наглядная схема расположения этого клапана (кстати, там же есть и вестгейт):
фото: yandex
Байпас – замыкаемся в себе
Байпас (bypass – обходной путь) служит ровно той же цели – предохранять впускной тракт от переизбытка воздуха, но алгоритм работы у него чуть другой. Находится он в том же месте что и блоу-офф, но отводит лишний воздух не в атмосферу, а снова в контур. А именно, на вход турбины. Получается своего рода замкнутый круг, когда воздух остаётся в системе, но тем не менее, его давление в момент открытия байпаса уменьшается: излишки поступают в пространство перед турбиной. Это понятно из нижеприведённой схемы:
фото: yandex
Зачем два варианта?
И здесь пытливый читатель снова вправе задать резонный вопрос: зачем усложнять систему байпасом (ведь это дополнительная воздушная магистраль), когда можно просто «сливать» лишнее давление наружу? Отвечаю: во-первых, байпас тише. Некий звук при резком сбросе газа различить можно, но он всё равно несравнимо тише блоу-оффа. Согласитесь, далеко не каждый автовладелец придёт в восторг от ежедневной какофонии громких свистяще-шипящих звуков из-под капота.
Блоу-офф. Выпускает воздух на улицу. (фото: motorz.tv)
И во-вторых, ещё раз повторю ключевой момент: с байпасом воздух остаётся в системе. То есть, тот его объём, что прошёл через расходомер (ДМРВ), находящийся обычно сразу после фильтра, не изменяется. А значит, не изменятся и параметры топливо-воздушной смеси, которые компьютер вычисляет, основываясь на этих данных. В случае же с блоу-оффом, уже посчитанный датчиком объём воздуха меняется, так как blow-off часть его стравил наружу. Кстати, именно поэтому на подавляющем большинстве турбомоторов для приготовления смеси вместо ДМРВ (датчик массового расхода воздуха) используется ДАД (датчик абсолютного давления). Второй не считает изначально прошедший через него объём воздуха, а измеряет его давление в контуре по факту на данный момент времени. Но это уже совсем другая история.
Байпас. Перепускает воздух из трубы на дроссель (вертикальная) на вход турбины после фильтра (горизонтальная гофра). (фото автора)
Весгейт(wastegate), Байпасс(bypass), Блоуофф (blowoff)
1.Весгейт(wastegate) Клапан между выпускным коллектором и выхлопной трубой(параллельно турбинной части агрегата турбонаддува), пускающий выхлопные газы в обход турбинной крыльчатки, чтобы ограничить рост наддува выше заданного значения посредством предотвращения роста скорости вращения турбины.
Принцип работы:
В нормальном состоянии (машина заведена и работает на холостых) клапан вестгейта закрыт, пуская все газы через турбину.
За это отвечает актуатор вестгейта (Wastegate Actuator) — механизм, имеющий в основе пружину/диафрагму, которые контролирует открытие/приоткрытие/закрытие клапана вестгейта. Вестгейт турбины в нормальном состоянии закрыт, причем закрытие инициируется пружиной внутри актуатора. Запаса прочности пружины хватает чтобы турбина могла надувать до 0.6 бар на впуске.
Достаточно просто все работает — по трубе идет газ под давлением. идет он на крыльчатку турбины.
Газ давит скажем 1 бар.
На пути газа в трубу врезан клапан, с обратной стороны клапан держит пружина рассчитанная на этот самый 1 бар. Со стороны пружины так-же есть замкнутое пространство в которое выведен шланг. По этому шлангу подается воздух от соленойда (Соленоид управления наддувом (Wastegate Solenoid Valve) — электромагнитный соленоид, который управляет потоком воздуха по вакуумным линиям, соединяющим впускной патрубок, актуатор, соленоид управления наддувом и компрессорную часть турбины.)
Смотрим в прошивку — MAX WASTEGATE DUTY CYCLE
НА низах на вестгейт подается максимум воздуха чтобы он держал давление как мог, полностью.
Это сделано для того чтобы ничто не мешало турбине на низах раскрутиться как можно скорее.
По увеличению нагрузки, а с ними и давление в нашей тестовой трубе из 1 бара перерастет в скажем 2, нам надо подать на вестгейт меньше давления чтобы пружине было сложнее держать 2 бара и она приоткрыла клапан, и часть газов пошли в обход турбине.
Все просто.
2.Байпасс(bypass) Клапан между впускным патрубком до компрессорной части агрегата турбонаддува и впускным патрубком после оного (т.е. параллельно его компрессорной части). Служит в основном для снижения шума впуска и некоторого снижения резонансных явлений при резком закрытии дроссельной заслонки. На многих серийных машинах не устанавливается вовсе.
3.Блоуофф (blowoff) Клапан между выходом компрессорной части агрегата турбонаддува и атмосферой.Синеписальщики ставят его для получения пшикающеко звука при переключениях и сбросах газа.
Девайсы 2 и 3 при установке громадных тюнинговых турбин (вдвое больше стоковых) становится необходимы, так как защищают турбину от большой осевой нагрузки на вал. Ставится или девайс 2(для машин с МАF) или девайс 3(для машин с МАР).
Что такое Blow-Off клапан и для чего он нужен?
Назначение Blow-Off клапана заключается в том, чтобы выдавливать лишний воздух из системы турбонаддува. Казалось бы, сам принцип устройства гоночных автомобилей, а тем более болидов, полностью этому противоречит, однако на самом деле это не совсем соответствует действительности. На сбрасывание газа в момент ускорения система управления двигателем реагирует переходом в режим торможения, полностью перекрывая подачу топлива в цилиндры. В этот момент происходит предсказуемое падение оборотов агрегата, в то время как турбонагнетатель по инерции продолжает работу в обычном режиме. Для получения ясности картины нам следует более подробно остановиться на его роли в устройстве автомобиля.
Назначение турбонагнетателя сводится к снабжению двигателя избыточным количеством сжатого воздуха. Что это означает на практике? Поскольку работа устройства начинается непосредственно после запуска двигателя, воздух в его цилиндры поступает постоянно вплоть до того момента, пока он не будет заглушён. Более того, полное отключение турбонагнетателя происходит лишь через некоторое время после остановки мотора. Это означает, что воздуха агрегату всегда поставляется больше, чем он может потребить. Сжатый воздух будет готовиться даже после резкого закрытия дросселя, которое происходит в момент сбрасывания педали акселератора, хоть и не столь эффективно, как при разгоне. В этот момент воздух скапливается во впускном тракте, на участке между дроссельной заслонкой и компрессором, оставаясь не востребованным.
Располагают устройство в моторном отсеке. Кстати, скептики считают, что клапан Blow-Off способствует обогащению смеси, препятствует нормальной работе двигателя, благодаря чему он постоянно глохнет, а также способствует увеличению вырывающегося из выхлопной трубы пламени. Однако, чаще всего такие последствия возникают из-за неправильной установки и эксплуатации устройства. Само же оно стравливает тот самый невостребованный воздух, остающийся между дроссельной заслонкой и компрессором, тем самым являясь надёжной защитой для турбонагнетателя. Иными словами, имея Blow-Off клапан, вы можете не задумываясь резко снижать скорость, агрессивно тормозить, а устройство будет извещать вас о полной безопасности произведённого действия лёгким «пшиком».
В чём заключается принцип работы байпас-системы?
Дело в том, что система рециркуляции воздуха исключает возникновение лишних шумов в моторном отсеке, которые могут вызвать недоумение у неискушённых водителей. Для многих из них происхождение «пшиков» остаётся вопросом неясным и потому пугающим. Используя байпасную систему отвода воздуха, производители, можно сказать, заботятся о нервной системе потребителей. К тому же, подобная система намного дешевле в обслуживании, отчего и пользуется большой популярностью. Также стоит отметить, что штатные байпас-системы довольно часто работают как ограничители наддува, препятствуя стравливанию подсчитанного расходомером воздуха.
Впрочем, некоторые производители уже додумались до того, чтобы позволить в случае необходимости стравливать лишний воздух насильственным путём и из байпас-систем. В частности, на автомобилях Mitsubishi GTO поршень bypass-клапана имеет специальное выпускное отверстие, откуда можно стравливать часть воздуха даже не испытывая в этом крайней необходимости. Таким образом, байпас-система постепенно превращается в некую щадящую полумеру.