Snížení spotřeby

end-logo
Sdílejte:

 

 

Snížení spotřeby a emisí CO2

- přeplňované motory

RNDr. Bohumil Ferenc, červenec 2001

 

 



   Výkon, který je během pracovního oběhu
spalovacího motoru vytvářen, je určován zejména:

   Směs plynu, který se ve válci po uzavření
sacích ventilů nachází, sestává z čerstvého vzduchu a zbytkových
plynů z předchozího hoření.

   Čerstvý vzduch nasávaný motorem (u
nepřeplňovaných motorů) vytváří spolu s přivedeným palivem
čerstvou náplň. Hmotnost vzduchu je určujícím činitelem pro práci
vykonávanou na pístu během spalování, tedy pro kroutící moment
odevzdávaný motorem. Možnosti vystupňování maximálního kroutícího
momentu a výkonu motoru jsou téměř vždy podmíněny zvýšením
maximálně možného plnění válce. Teoretické maximální možné plnění
je dáno jeho zdvihovým objemem (válce).

   Zbytková náplň je tvořena
hmotou výfukových plynů, které zůstaly ve válce a nebyly
během doby otevření výfukového ventilu vytlačeny. U motorů s
recirkulací výfukových plynů i jejich hmotou (viz
obr. 1). Hmota
zbytkových plynů se přímo neúčastní na spalování, avšak ovlivňuje
vzplanutí a průběh spalování. Proto při částečném zatížení může
být tento podíl zbytkových plynů zcela žádoucí. Čím bude větší,
tím méně čerstvého vzduchu přijde do spalovacího prostoru i při
plně otevřené škrticí klapce. Některé příklady použití budou
popsány v dalším.

   Jak je zřejmé, je výkon dodávaný motorem úměrný
hmotnosti nasávaného vzduchu. Proto může být výkon řízen
ovládáním množství tohoto vzduchu, přiváděného do válce během
taktu sání.

   Řízení množství vzduchu přiváděného do válce
během sacího taktu může být prováděno škrticí klapkou v sacím
potrubí, výměnou náplně, nebo přeplňováním.

škrticí klapka

   umístěná v sacím potrubí se natáčí mezi
polohami minimálního a maximálního otevření
(obr. 1). Není-li
zcela otevřena, je vzduch nasávaný motorem přiškrcován a tím je
snižován krouticí moment motoru. Účinek tohoto škrcení je závislý
na úhlu natočení škrticí klapky, se kterým se mění průtokový
průřez sacího potrubí. Při plném otevření klapky je dosaženo
maximálního momentu, protože průřez je největší.

   Plnění čerstvým vzduchem je ale závislé nejen
na otevření škrticí klapky, ale i na otáčkách motoru. Jak vyplývá
z
obr. 2, plnění s
rostoucími otáčkami motoru klesá a to tím rychleji, čím méně je
klapka otevřena.

Výměna náplně

   čerstvým vzduchem a zbytkovým plynem se děje
vhodným otevíráním a uzavíráním sacích a výfukových ventilů.
Vačky na vačkové hřídeli určují okamžiky otevření a uzavření
ventilů, jakož i průběh jejich zdvihů. Tím je ovlivňován proces
výměny náplně a také množství čerstvého plynu, který je k
dispozici pro spalování.

Přeplňování

   využívá toho, že dosažitelný krouticí moment je
úměrný plnění čerstvým vzduchem. Maximální krouticí moment je při
plnění stupňován tím, že je vzduch před vstupem do válce
stlačován.

   První dva způsoby byly podrobněji popsány v
předchozí části (AE 7/8 2001), takže v dalším bude věnována
pozornost pouze způsobům přeplňování.

Funkce přeplňování

   Přeplňováním se nazývá plnění válce novou směsí
nebo vzduchem, které probíhá při tlaku vyšším, než je tlak
okolního vzduchu.

   Pracovní oběh přeplňovaných motorů se
principiálně neliší od oběhu motorů bez přeplňování. Tlakový
diagram je ale posunut nad čáru barometrického tlaku
(obr. 3).
Píst přeplňovaného motoru tedy vykonává užitečnou práci i během
plnění válce.

   Zvláštností přeplňovaných motorů je to, že
jejich objemová účinnost může být větší než 1, protože množství
vzduchu dopraveného po pracovního prostoru, přepočtené na
barometrický tlak, může být i několikanásobně větší, než zdvihový
objem.

   Jelikož je výkon motoru přímo úměrný skutečnému
objemu směsi, je zřejmé, že může být také ovládán regulací
plnicího tlaku. Toho využívá v posledních letech řada výrobců,
zejména společnost Saab, ale i jiné.

   Základní zdvihový objem válců je volen tak, aby
výkon motoru při maximálně otevřené škrticí klapce zajišťoval
jízdu s minimálním zatížením. Při tom je plnicí tlak minimální,
blízký barometrickému. Jak roste potřeba vyššího výkonu, zvyšuje
se plnicí tlak, při vhodném uspořádání se dosáhne, že škrticí
klapka je většinou blízko maximálního otevření. To je výhodné jak
z hlediska termodynamické účinnosti motoru, tak z hlediska
průběhu plnění válců čerstvou směsí v celém rozsahu otáček motoru
(viz popis a grafy v předchozím). Spotřeba motoru i úroveň jeho
emisí se tedy sníží (viz grafy na
obr. 4).

   Nezbytnou podmínkou tohoto způsobu je použití
regulace plnicího tlaku podle více parametrů motoru, zejména
podle jeho otáček a zatížení. Jak bude dále ukázáno na několika
příkladech, není to pro elektronické aplikace větším problémem.

   Pro přeplňování se používá následujících
způsobů.

  1. Dynamické přeplňování
  2. Přeplňování turbodmychadlem
  3. Mechanické přeplňování
  4. Přeplňování tlakovými vlnami
Dynamické přeplňování

   využívá periodických kolísání tlaku,
vznikajících v sacím potrubí během zdvihu válce. Tato kolísání
umožňují zvětšit plnění čerstvou směsí nebo vzduchem a tak
dosáhnout nejvyššího možného kroutícího momentu. Přitom se
používá některé z následujících dvou možností.

   Oba způsoby dynamického přeplňování zvyšují
dosažitelné plnění hlavně v dolní oblasti otáček. Jejich použití
je závislé na druhu přípravy směsi. U karburátorových soustav a
centrálního vstřikování je žádoucí pro rovnoměrné rozdělení směsi
vzduchu s palivem, aby jednotlivé části potrubí byly krátké a
pokud možno o stejné délce.

   U vícebodových vstřikování prochází sacím
potrubím jen vzduch a palivo se vstřikuje těsně před sacími
ventily. Obvyklým provedením jsou samostatná sací potrubí a
sběrné potrubí se škrticí klapkou.

   Krátká rezonanční potrubí umožňují jmenovitý
výkon při nízkých otáčkách, ale spojený s újmou kroutícího
momentu, dlouhá rezonanční potrubí vykazují opačné vlastnosti.
Velké objemy sběrného potrubí zčásti způsobují rezonanční jev při
určitých otáčkách. Ten zlepšuje plnění. Při rychlých změnách
zatížení ale vede k odchylkám ve složení směsi.

   Průběh kroutícího momentu motoru v závislosti
na jeho otáčkách, zatížení a na natočení škrticí klapky je možno
regulovat:

   Naladěním délky a/nebo objemu přizpůsobeného
časování ventilů lze dosáhnout, že tlakové vlny postupující sacím
potrubím a odrážené na jeho konci, dosahují vrcholu tlaku u
sacího ventilu krátce před jeho uzavřením. Tento jev přeplňování
dopraví do válce větší množství čerstvé směsi nebo vzduchu a tím
se zvýší kroutící moment motoru.

   S využitím těchto způsobů byla vyvinuta a je
používána řada soustav, které zabezpečují poměrně dokonalý průběh
kroutícího momentu motoru v celém rozsahu jeho otáček.

   Jedna z prvních
aplikací je na
šestiválcových motorech vozů Mercedes 280E a 320E. Je to
dvoustupňové sací potrubí s různými průměry. Je v něm použito
klapek, které v závislosti na otáčkách motoru spojují nebo
oddělují prostory soustavy sání. Je tak dosahováno velmi dobrého,
klidného chodu, vysokého kroutícího momentu již při nižších
otáčkách a velkého výkonu motoru.

   Třístupňová soustava označovaná ACAN je
součástí elektronického řízení chodu motoru Bendix Fenix 4,
používaná např. u vozů Citroen Xantia
(obr. 8). Motory jsou
šestiválcové, typu V, takže každá trojice válců má vlastní sací
potrubí. Mimo spřažené škrticí klapky, ovládané plynovým pedálem,
jsou v soustavě tři další klapky ovládané elektromagnety. Dvě z
nich jsou také spřaženy, takže je ovládá společný elektromagnet.
Při nižších otáčkách motoru, do 4000 za min jsou všechny tři
klapky v poloze, kdy uzavírají průchody v potrubí. Přitom je
nasávaný vzduch přiváděn každé trojici válců samostatně, z
jakéhosi zásobníku, jehož rozměry jsou zvoleny tak, aby se
zlepšovalo plnění čerstvou směsí v oblasti nižších otáček. V
oblasti otáček nad 5000 za min jsou naopak všechny tři klapky
„otevřeny“. Protože obě sací potrubí jsou propojena spojkami, z
nichž jedna je mezi prodlouženými konci obou částí a druhá
propojuje zásobníky obou trojic válců, dochází při otevření
klapek k vytvoření kratšího a delšího rezonančního úseku, čímž
se zlepšuje plnění v oblasti vyšších otáček.

   Aby v přechodové oblasti mezi nižšími a
vysokými otáčkami byl chod motoru hladký, je klapka kratšího
rezonančního úseku uzavřena. Zůstávají otevřeny pouze klapky
delšího rezonančního úseku, což postačuje pro plnění čerstvým
vzduchem v rozmezí těchto otáček. Tento stav je používán rovněž
při částečném zatížení motoru a ve volnoběhu.

   Motory KV6 fy Rover jsou vybaveny proměnnou
soustavou sacího potrubí se dvěma přetlakovými komorami. Každé 3
válce poloviny motoru mají svou vlastní komoru, odlitek ve tvaru
dvou párků, jeden podél druhého
(obr. 9). Za obvyklou
škrticí klapkou vlevo je zvláštní elektronicky ovládaná klapka,
působící jen ve směru proudění nasávaného vzduchu. Je-li
otevřena, spojuje obě rezonanční části. Druhá klapka působí
podobně na vzdálenějším konci. Pod 2750 ot/min zůstávají obě
klapky uzavřeny a nastavují rezonanci potrubí v nízkých
otáčkách. Mezi 2750 a 3500 ot/min se první klapka otevře a
zkracuje délku rezonančního potrubí vhodně pro vyšší rychlost. Od
3500 do 5000 ot/min jsou obě klapky otevřené, což vytváří
rezonanci mezi oběma přetlakovými komorami a v sacím traktu. Nad
5000 ot/min se obě klapky uzavřou. Výsledné sčítání křivek
kroutícího momentu pro každou podmínku dává výraznou špičku při
4000 ot/min. Výstup nikde neklesá pod 70 % maximálního
výkonu.

   U nových motorů Mercedes je použito sacího
potrubí s plynulou změnou délky. Jak je zřejmé z
obr. 10, sestává
ze dvou souose uspořádaných částí. Vnitřní z nich je opatřena
otvorem, umožňujícím výstup nasávaného vzduchu do prostoru vnější
části spojené se sacím kanálem válců motoru. Vnitřní část je
plynule otočná, takže se mění délka cesty nasávaného vzduchu mezi
jeho vstupem do regulační soustavy a sacím kanálem válců. Tím se
samozřejmě mění i rezonanční délka sacího potrubí.

Přeplňování turbodmychadlem

   využívá energii odcházejících výfukových plynů,
která by jinak přicházela nazmar. Výfukové plyny pohánějí
turbínu, spřaženou s odstředivým dmychadlem. Dmychadlo nasává
čerstvý vzduch a dopravuje jej stlačený, mnohdy přes chladič
tohoto stlačeného vzduchu, dále přes škrticí klapku a sací
potrubí do motoru.

   Pracovní spojení turbodmychadla se spalovacím
motorem je výhodné i proto, že s rostoucími otáčkami a zatížením
motoru se zvětší množství, tlak a teplota výfukových plynů. Tím
se automaticky zvýší otáčky turbodmychadla a stoupne plnicí tlak,
tedy množství dodávaného vzduchu.

   Maximální tlak ve válci zážehových motorů
stoupá přibližně úměrně s plnicím tlakem. Mez přeplňování se musí
zvolit tak, aby nedošlo ke klepání, tj. k detonačnímu hoření. Při
úplně otevřené škrticí klapce začíná přeplňování až když turbína
dostává dostatečné množství výfukových plynů. Potom plnicí tlak
rychle roste.

   Motory osobních automobilů musí dodávat vysoký
kroutící moment již při nízkých otáčkách. Proto bývá konstrukce
přizpůsobena malé hmotnosti proudu výfukových plynů. Aby
nedocházelo při vyšších hmotnostech proudu k přílišnému zvýšení
plnicího tlaku, musí být při vyšších otáčkách a zatíženích motoru
otáčky turbíny omezovány. Toho se dosáhne odvedením části
výfukových plynů obtokovým ventilem kolem turbíny přímo do výfuku
(viz schéma na
obr. 11). Obtok je
ovládán ventilem s předepnutou pružinou, proti jejíž síle působí
tlak v sacím potrubí. Jakmile tlak dosáhne přednastavené hodnoty,
obtok se otevírá. U této pneumaticko-mechanické regulace je
ovládací ventil turbodmychadla přímo řízen plnicím tlakem z
výstupu dmychadla. Průběh kroutícího momentu v závislosti na
otáčkách je volitelný jen ve velmi malém rozsahu. V závislosti na
zatížení je omezení pouze při plné hodnotě. Tolerance stupně
plnění při plném zatížení nemohou být doregulovány. Při částečném
zatížení je uzavřeným obtokovým ventilem zhoršována účinnost.
Zrychlování z nízkých otáček může vést ke zpožděné odezvě
turbodmychadla (známé jako „turbo-efekt“).

   Proto se u novějších soustav používá
elektronické regulace plnicího tlaku
(obr. 12). Plnicí tlak z
výstupu dmychadla se k obtokovému ventilu přivádí přes
elektromagnetem ovládaný proporcionální ventil. Ten nastavuje
tlak v membránové dýze obtokového ventilu podle řídícího signálu
z elektronické jednotky. V závislosti na něm je spojitě otvírán
nebo přivírán průchod výfukových plynů obtokovým kanálem. Otáčky
turbíny a tedy i plnicí tlak se přitom mění spojitě. Otvíráním
obtokového ventilu se snižují:

To se projeví snížením spotřeby v určitých oblastech zatížení a
zlinearizováním průběhu kroutícího momentu motoru vzhledem k
natočení škrticí klapky, s lepším dávkováním požadovaného výkonu
přes plynový pedál.

   Plnicí tlak je zpravidla řízen podle více
parametrů. Na jejich základě vypočítá řídící jednotka hodnotu
plnicího tlaku a ta je srovnávána se skutečnou, obvykle měřenou
snímačem tlaku, umístěným ne vhodném místě sacího potrubí. Při
odchylce se výstupním signálem z řídící jednotky změní střída
taktovacího ventilu.

   Plnicí tlak turbodmychadla se může řídit tak,
aby jeho maximální hodnota byla dosahována jen při krajní poloze
plynového pedálu (největší „plyn“). Pokud dojde ke vzniku
„klepání“, je tlak snižován a současně s ním i korigován předstih
zážehu a doba vstřikování paliva (je-li jimi motor vybaven).
Regulace plnicího tlaku se tak stává součástí soustavy řízení
chodu motoru, jako např. u systému Trionic fy Saab, u kterého je
využito řízení plnicího tlaku i k omezování kroutícího momentu
motoru při zařazení zpětného chodu, kdy je plnicí tlak nastaven
na základní, tj. nejnižší úroveň. Předností takové soustavy je
provoz s co nejvíce otevřenou škrticí klapkou, tedy nejvhodnější
stav z hlediska spotřeby.

   Soustavy některých výrobců (např IAW fy Weber)
jsou vybaveny i možností krátkodobého většího zvýšení plnicího
tlaku při zrychlení s plným otevřením škrticí klapky (plynu),
např. při předjíždění, čímž se zvýší výkon motoru. Po určité
krátké době (např. 10 s) vrátí řídící jednotka plnicí tlak k jeho
normální maximální mezi i beze změny jízdního režimu.

Turbodmychadla s proměnnou geometrií turbíny

   K výše zmíněnému „turbo-efektu“ dochází
neschopností turbodmychadla zrychlit z počátečních nízkých otáček
v odezvě na náhlé zvýšení kroutícího momentu motoru vyžadované
během zrychlování vozidla. Je to ovlivněno setrvačností rotoru
turbodmychadla, která musí přitom být výfukovými plyny překonána.
Obvyklým řešením ke zlepšení kroutícího momentu v nízkých
otáčkách a schopnosti reagovat je použít menší „hubice“ turbíny,
aby se zvýšil její výkon před a v průběhu zrychlení. Při vyšších
otáčkách motoru se otevírá obtokový ventil a omezuje jak plnění,
tak zpětný tlak. Zmenšením rozměrů turbíny se sice dosáhne
zlepšení výkonu při nízkých otáčkách, ale vysoký zpětný tlak ve
vyšších otáčkách pracuje proti uspokojivé účinnosti. Zhoršuje se
výměna náplně, ve válcích zůstávají horké zbytky spálené směsi a
zvyšují sklon k detonačnímu hoření při spalování čerstvé.
Existuje tedy jakási mez pro přípustné zmenšení rozměrů tělesa
turbíny, aby nedocházelo při vysokých otáčkách k nepřijatelným
tlakům, vytvářeným turbínou. I když regulace obtokovým ventilem
přináší zlepšení, není část výfukových plynů použita pro otáčení
turbíny, ale bez účinku vypouštěna obtokem.

   Daleko výhodnějším řešením je mechanismus
proměnné geometrie turbíny, která umožňuje řídit rychlost
(kinetickou energii) výfukových plynů tak, že zvyšuje rychlost
těchto plynů proudících do turbíny při nízkých otáčkách motoru a
zpomaluje rychlost plynů proudících do turbíny v ostatních
režimech motoru. Tím je dosahováno rychlejší odezvy přeplňování
při nízkých otáčkách se zvýšením kroutícího momentu a řízení
plnění i zpětného tlaku při vysokých, což přináší zvýšení výkonu
(snížení spotřeby). Porovnání tohoto způsobu s využitím
obtokování je na
obr. 13, ve kterém je
uveden příklad průběhu plnicího tlaku bez jakékoliv regulace a to
u turbodmychadla, které je navrženo pro maximální přípustný
plnicí tlak v celém rozsahu otáček motoru.

   Turbodmychadlo s proměnnou geometrií turbíny,
výrobek VNT 25 fy Garret je na
obr. 14a. Sestává z
odstředivého dmychadla spřaženého, jak je obvyklé, s turbínou, ve
které je skupina pohyblivých lopatek, natáčených pneumatickým
stavěcím členem. Tento člen je řízen tlakem v sacím potrubí, buď
přímo, nebo prostřednictvím elektronicky řízeného taktovacího
ventilu, obdobně jako dříve popsaný obtokový ventil.

   V případě nízkých otáček motoru mají výfukové
plyny nízkou kinetickou energii, takže obvyklá turbína by se
otáčela pomalu a turbodmychadlo dodávalo jen omezený plnicí tlak.

   V turbíně s proměnnou geometrií se pohyblivé
lopatky natočí do polohy maximálního uzavření
(obr. 14b). Mezera
mezi lopatkami je malá a v důsledku toho se zvyšuje rychlost
(vektor c v obrázku) plynů na vstupu. Větší rychlost na vstupu má
za následek větší obvodovou rychlost (vektor u) turbíny a tedy i
dmychadla. Rychlost plynů, které proudí uvnitř otočných prstenců
s lopatkami je určena vektorem w.

   Při zvýšení otáček se rychle zvyšuje kinetická
energie výfukových plynů. V důsledku toho se zvyšuje rychlost
turbíny a tedy i plnicí tlak, působící na stavěcí člen. Ten
pomocí táhla ovládá otevírání pohyblivých lopatek v závislosti na
plnicím tlaku, až pokud se nedosáhne polohy maximálního otevření
(obr 14c).

   Tím se zvětšuje průchodový průřez a zpomalí se
průtok výfukových plynů, které pak procházejí turbínami stejnou,
nebo i menší rychlostí proti stavu při nízkých otáčkách. Rychlost
turbíny klesá a stabilizuje se na hodnotě, která je vhodná pro
správnou funkci motoru ve vysokých otáčkách.

Dvoudmychadlové sekvenční přeplňování

   používá dvou turbodmychadel, jedno pro oblast
nižších otáček a druhé pro otáčky vyšší. Rozměry a konstrukce
obou turbodmychadel jsou přizpůsobeny podmínkám příslušné oblasti
otáček. Menší turbodmychadla pracují při nižších otáčkách motoru
a vytvářejí potřebně rychlou odezvu zvyšování plnicího tlaku s
rostoucími otáčkami již od jejich nejnižších hodnot. To je
žádoucí zejména s ohledem na dobré zrychlení.

   Pro výkon s příznivou spotřebou jsou potřebná
větší turbodmychadla, jejichž turbína klade menší odpor proudu
výfukových plynů, má však zpožděnou odezvu a reaguje až při
vyšších otáčkách.

   Tímto způsobem se udržuje vysoký kroutící
moment v celém rozsahu otáček a zajišťuje dobrá odezva plnění při
nízkých otáčkách (viz grafy na
obr. 15).

   Při nízkých otáčkách motoru je v činnosti pouze
jedno turbodmychadlo, jehož parametry odpovídají této oblasti. Ve
vyšších otáčkách a při velkém zatížení motoru je přeplňování
prováděno oběma turbodmychadly. Připojením druhé turbíny se
snižuje protitlak výfukového kanálu a dodává potřebný vyšší tlak
přeplňování.

   Regulace takové soustavy nevystačí pouze s
obtokovým ventilem, protože musí zajistit rovnoměrný průběh
plnicího tlaku, bez poklesu v oblasti mezi nízkými a vysokými
otáčkami, kdy je uváděno do činnosti i druhé turbodmychadlo.
Princip této regulace bude popsán na dvou příkladech
nejznámějších soustav. Obě používají několika
elektropneumatických ventilů, ovládaných řídící elektronikou v
závislosti na provozních podmínkách motoru.

   U soustavy Mazda, používané např. u vozů
vybavených Wankelovým motorem, jsou výfukové plyny bez omezení
přiváděny k turbíně primárního turbodmychadla, zatím co
sekundární, pro vyšší otáčky je odděleno uzavřeným ventilem
ovládání turba (viz schéma na
obr. 16a). Aby se
zabránilo průtoku vzduchu přetlakovaného primárním
turbodmychadlem zpětně do sekundárního dmychadla, je v jeho
potrubí uzavřen ventil ovládání náplně.

   V oblasti vysokých otáček jsou oba ventily
otevřeny
(obr. 16b) a výfukové plyny proudí
k turbíně sekundárního turbodmychadla, které dodává zvýšené
množství plnicího vzduchu. Otevřením ventilu ovládání turba se
sníží aerodynamický odpor výfukového kanálu, takže zpětný tlak se
nezvýší.

   V přechodné oblasti by po otevření ventilu
turba trvalo určitou dobu, než by otáčky sekundárního
turbodmychadla dosáhly hodnoty nezbytné pro potřebný plnicí tlak.
Tím by došlo k přechodnému poklesu kroutícího momentu motoru. Aby
se tomu předešlo, je soustava opatřena obtokovým kanálem
uzavřeného ventilu ovládání turba (schéma na
obr. 17). Tento
kanál je otevírán ventilem předkontroly turba. Jeho otevřením se
k turbíně sekundárního turbodmychadla přivádí dílčí množství
výfukových plynů a tato se předběžně roztočí. Přídavný plnicí
tlak však bude toto turbodmychadlo dodávat až po otevření ventilu
ovládání náplně.

   Před tímto je přetlakovaný nasávaný vzduch za
dmychadlem odváděn zpět k jeho vstupu průchodem odlehčení, přes
otevřený ventil odlehčení náplně. Jinak by neúměrně rostla
teplota plnicího vzduchu z tohoto turbodmychadla, protože ventil
ovládání náplně je uzavřen (stejně tak ale i ventil ovládání
turba). Po dosažení otáček turbíny, které postačují pro potřebný
plnicí tlak se krátkodobě uzavře ventil odlehčení náplně. Tím se
turbína odlehčí, její otáčky se prudce zvýší a po otevření
ventilu ovládání turba a současně s ním i ventilu ovládání
náplně, bude pokles plnicího tlaku jen velmi malý. Proto kroutící
moment motoru zůstává v celém rozsahu otáček a zatížení prakticky
nezměněn. Otevřením ventilu ovládání turba se přivádí k turbíně
sekundárního turbodmychadla plné množství výfukových plynů.

   Protože i u takové soustavy je třeba
zabezpečit, aby se při výskytu detonačního hoření zmenšoval
plnicí tlak, je to řešeno obdobně jako u jiných způsobů
přeplňování, tj. pomocí obtokového ventilu. Tento však není ve
schématech vztahujících se k soustavě dvou turbodmychadel
zakreslen, protože jeho funkce je na nich zcela nezávislá. Do
činnosti je uváděn pouze při překročení maximálně přípustného
plnicího tlaku, nebo při vzniku detonačního hoření a to v
kterékoliv pracovní oblasti motoru.

   Poněkud odlišného způsobu je použito u soustav
na motorech Porsche, i když výsledný efekt je totožný. Za schémat
v
obrázku 18 je patrna
funkce na šestiválcovém motoru V typu. V levém obrázku je činnost
při nízkých otáčkách, kdy jde o rozběh pouze prvního (levého)
turbodmychadla. Celkové množství výfukových plynů je přiváděno k
jeho turbíně, dokud není dosažen potřebný plnicí tlak. Ventily
připojení druhé turbíny i jejího dmychadla jsou uzavřeny, takže
toto turbodmychadlo není v činnosti. Výfukové plyny druhé řady
válců motoru proudí příčným potrubím k pracující turbíně, jejíž
dmychadlo dodává plnicí vzduch. Obtokový ventil regulace plnicího
tlaku je uzavřen.

   Je-li dosaženo žádaného plnicího tlaku a
mají-li výfukové plyny více energie, než turbodmychadlo potřebuje
k vytvoření požadovaného tlaku, je jejich zbytek vypouštěn přes
turbínu druhého pravého turbodmychadla. Tím je toto
turbodmychadlo zrychlováno. Obtokový ventil zůstává uzavřen a
plnicí tlak je regulován ventilem připojení druhé turbíny.
Rozběhnutím druhé turbíny začíná její dmychadlo dodávat
přetlakovaný plnicí vzduch. Při uzavřeném ventilu jeho připojení
proudí vzduch přes odvzdušňovací ventil před první dmychadlo a
je jím nasáván.

   Od určitých otáček motoru mohou obě
turbodmychadla dostávat dostatečnou energii výfukových plynů,
takže je připojeno i druhé. Jeho připojení nastává plným
otevřením ventilu připojení druhé turbíny a uzavřením
odvzdušňovacího ventilu. Plnicí tlak za druhým dmychadlem rychle
stoupne a otevře se ventil připojení tohoto dmychadla.

   Obě turbodmychadla se o plnicí vzduch podílí a
každé z nich potřebuje 50 % energie výfukových plynů.
Přebytečná energie výfukových plynů je vypouštěna obtokovým
ventilem.

   Připojovací ventily turbíny i dmychadla jsou
plně otevřeny a odvzdušňovací ventil je uzavřen. Regulace
plnicího tlaku probíhá obtokovým ventilem.


Literatura

  1. Automotive Industries.
  2. Firemní podklady Porsche a Citroen.
  3. Články v
    ročenkách Automotive Technology International.
Ohodnoťte článek


banner pro vstup do katalogu MJauto
Sdílejte: