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Come funziona la turbina dell'ecoboost?

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view post Posted on 22/3/2014, 18:33     +4   +1   -1
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Cybercondriaco Meccanico

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Visto i dubbi sul liquido di raffreddamento (che magicamente evapora, e pare essere imputabile al raffreddamento della turbina) mi cimento nella spiegazione di quanto letto su ETIS sul funzionamento della turbina sull'ecoboost.
(Purtroppo la spiegazione in inglese è un po' criptica, comincio a tradurla un po' letteralmente, poi affinerò la traduzione e se avete miglioramenti da proporre sono ben accetti poiché "Homines dum docent, discunt" ;) )

INFORMAZIONI GENERALI
L'ecoboost 1.6L monta un turbocompressore azionato dai gas di scarico con una turbina a geometria FISSA e una valvola di bypass del turbocompressore.
Il turbocompressore è raffreddato dal liquido di raffreddamento proveniente dal circuito di raffreddamento del motore

Nel turbocompressore ci sono
- un'elettrovalvola (a solenoide) di controllo sovrapressione (boost) turbo (7)
- una valvola di ricircolo aria (6)
- l'attuatore (a solenoide) della valvola di ricircolo aria (5)

SCHEMA

1) Pompa del vuoto
2) Circuito di depressione
3) Circuito di aria a pressione ambiente (verso il collettore di aspirazione)
4) Controllo di pressione del turbocompressore
5) Solenoide di attuazione della valvola di ricircolo aria
6) Valvola di ricircolo aria
7) Elettrovalvola di controllo sovrapressione
8) Ingresso manicotto liquido di raffreddamento
9) Uscita manicotto liquido di raffreddamento
10) Valvola di bypass del turbocompressore



CONTROLLO SOVRAPRESSIONE (boost)

L'elettrovalvola di controllo sovrapressione gestisce la percentuale di apertura della valvola di bypass del turbocompressore in funzione della pressione presente nel turbocompressore.
In ogni momento di funzionamento, la sovrapressione viene gestita continuamente da questa l'elettrovalvola.
La sovrapressione attualmente presente viene letta dal modulo PCM della centralina tramite il sensore MAPT (manifold absolute pressure and temperature).
Tale sovrapressione è convogliata all'elettrovalvola di controllo sovrapressione, che è a propria volta pilotata dal modulo PCM tramite un segnale PWM (modulazione ad ampiezza di impulso).
Si realizza pertanto un controllo ad anello "chiuso".

Il controllo dell'aspirazione del turbocompressore è quindi dipendente da:
- la sovrapressione generata
- il duty cycle del segnale PWM (da 0% a 100%)

Quando il duty cycle è intorno all'80%, la valvola di bypass del turbocompressore è completamente chiusa
Quando il duty cycle è intorno al 20%, la valvola di bypass del turbocompressore è completamente aperta

Queste due immagini spiegano molto bene il funzionamento della wastegate:
WASTEGATE CHIUSA (la turbina usa tutti i gas di scarico per azionare il compressore che innalza rapidamento la pressione dell'aria aspirata)
tech_boostcontrol_internalwgopen

WASTEGATE APERTA (una specie di palloncino nel carter di metallo, gonfiandosi per la forte pressione, spinge l'astina collegata ad un'aletta e apre la wastegate.)
tech_boostcontrol_internalwgopen


VALVOLA DI RICIRCOLO ARIA (valvola blow off o bypass)
La chiusura improvvisa della valvola a farfalla (che si verifica quando si toglie completamente il gas) causa una contropressione nel tratto del circuito di aspirazione tra la valvola a farfalla e la girante di compressione del turbocompressore.
Ciò causa un rallentamento della girante di compressione che riduce drasticamente la sovrapressione disponibile qualora si riprenda ad accelerare.
Ne risulta una una perdita di potenza finché il turbocompressore non avrà raggiunto nuovamente la sua velocità ottimale.
Questo comportamento è solitamente chiamato "turbo lag"

La valvola di ricircolo aria serve a prevenire la contropressione nel caso di una improvvisa chisura della valvola a farfalla.
Quando questa si chiude, il solenoide di attuazione attiva la valvola di ricircolo tramite il circuito di depressione a cui è collegata.

In questo modo la sovrapressione, anziché generare una contropressione sulla turbina, viene invece convogliata verso il lato di aspirazione del compressore, tramite il bypass ora aperto tramite la valvola di ricircolo aria.
La velocità del turbocompressore viene così mantenuta, garantendo reattività e potenza ottimale qualora si riprenda ad accelerare.

CONTROLLO DELLA VALVOLA DI RICIRCOLO ARIA
La valvola di ricircolo aria è gestita dal proprio attuatore a solenoide.
La pressione del condotto di aspirazione viene letta dal modulo PCM attraverso il sensore MAP (manifold absolute pressure).
Al solenoide di attuazione della valvola di ricircolo aria sono convogliati sia il circuito di depressione del condotto di aspirazione sia il circuito della pompa del vuoto.
Per questo motivo la valvola di ricircolo aria può essere gestita indipendentemente dal valore di pressione nel condotto di aspirazione.
Il modulo PCM gestisce la depressione nel turbocompressore comandando il solenoide di attuazione che apre o chiude la valvola di ricircolo aria.
Si realizza dunque un controllo ad "anello chiuso".

Tramite l'elettrovalvola il modulo PCM può decidere il momento di apertura o chiusura della valvola di ricircolo aria.
Un'apertura anticipata della valvola di ricircolo evita contropressioni nel caso di chiusure improvvise della valvola a farfalla.
Questo minimizza la rumorosità e aumenta la longevità del turbocompressore.

Edited by Kethav - 25/6/2015, 16:42
 
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view post Posted on 22/3/2014, 19:30     +1   -1
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EDIT
Ho rieditato un po' tutto il testo, non si capiva una mazza... ora mi sembra più chiaro (anche a me :P)
 
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view post Posted on 22/3/2014, 19:38     +1   -1
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si Kethav...
comunque tarttasi di ciclo e schema normale di qualsiasi motore sovralimentato alimentato a benzina
 
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view post Posted on 25/6/2015, 14:36     +1   -1
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Un po' di foto della turbina, anche ad angolazioni "strane", si trovano qui:
http://www.magiprettifiche.com/prodotto-de...58533739cef17c7
 
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view post Posted on 25/6/2015, 15:20     +1   +1   -1
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HO finalmente scoperto che al 90% dal 2012 hanno modificato la valvola blowoff della turbina.

Nel prime versioni dell'ecoboost veniva montata una turbina con blowoff pilotata da un elettrovalvola a 3 vie che riceveva due linee di "vuoto" dalla pompa del vuoto e dall'aspirazione. (Il risucchio che apriva la blowoff poteva essere scelto o dalla pompa o dall'aspirazione, se presente)

Questo è il vecchio assieme turbocompressore:
NEW-GENUINE-Borg-Warner-OEM-Turbocharger-KP39

In alto si vede una specie di tappo tondo nero con una cannuccia che esce, quella è la vecchia valvola blow off

Questo invece è il nuovo gruppo:
54399700124e
La blowoff è sostituita con un elettrovalvola appiccicata alla turbina (nel punto dove prima c'era la "cannuccia" che usciva).
Ecco spiegato perché nel nuovo motore manca nel collettore di aspirazione la linea di "vuoto" che prima andava alla blowoff... mi pare di aver visto anche nel nuovo motore una linea di vuoto dalla pompa del vuoto in quel punto... ma immagino che non vada più alla blow off...
 
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4 replies since 22/3/2014, 18:33   851 views
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