Βαθμιδωτή πλήρωση M57TU2TOP

Βαθμιδωτή πλήρωση M57TU2TOP

Από 09/06 η γνωστή βαθμιδωτή πλήρωση του M57TUTOP τοποθετείται και στον M57TU2. Αρχικά θα τοποθετείται στα E90/91 και E83.

Σύντομη περιγραφή του εξαρτήματος

Ομάδα υπερπληρωτή, απεικόνιση από δεξιά

Ομάδα υπερπληρωτή, απεικόνιση από αριστερά

Τα βασικά εξαρτήματα για τη λειτουργία της υπερπλήρωσης τούρμπο δύο βαθμίδων είναι:

1 μικρό τούρμπο

Το μέγεθος των χρησιμοποιούμενων τούρμπο έχει μια αποφασιστική επίδραση στη συμπεριφορά λειτουργίας του κινητήρα (Ισχύς και συμπεριφορά απόκρισης). Ένα μικρό τούρμπο έχει εξαιτίας της μικρής μάζας που πρέπει να επιταχυνθεί από τα καυσαέρια, μια πολύ καλύ συμπεριφορά απόκρισης. Η πίεση πλήρωσης δημιουργείται πολύ γρήγορα όταν ”δίνεται γκάζι”. Ο κινητήρας αντιδρά έτσι με πολύ χαμηλή επιβράδυνση.

1 μεγάλο τούρμπο

Το μεγάλο τούρμπο συμπεριφέρεται διαφορετικά. Όταν ”δίνεται γκάζι” τα καυσαέρια θα πρέπει να επιταχύνουν μια μεγάλη μάζα. Το τούρμπο και έτσι και ο κινητήρας αντιδρούν συγκρατώντας την επιτάχυνση. Όταν όμως απαιτείται υψηλή τελική ισχύς, άρα και υψηλή πίεση πλήρωσης και παροχή αέρα, το μεγάλο τούρμπο είναι πλεονέκτημα εξαιτίας της μεγάλης διατομής.

Για την δύο βαθμίδων πλήρωση τούρμπο συνδέονται σε σειρά δύο τούρμπο. Τα καυσαέρια κινούν πρώτα το μικρό τούρμπο, και κατόπιν το μεγάλο τούρμπο. Στην πλευρά φρέσκου αέρα συμπιέζει πρώτα ο μεγάλος συμπιεστής τον φρέσκο αέρα, κατόπιν ο μικρός συμπιεστής.

Ρυθμιστικό κλαπέτο τουρμπίνας

Το ρυθμιστικό κλαπέτο τουρμπίνας ελέγχει την κατανομή της ροής καυσαερίων ανάμεσα στην μεγάλη και την μικρή τουρμπίνα. Το ρυθμιστικό κλαπέτο τουρμπίνα ρυθμίζεται πνευματικά από ένα δοχείο μεμβράνης. Το ρυθμιστικό κλαπέτο τουρμπίνας μπορεί να ρυθμιστεί μεταβλητά. Ένας ηλεκτροπνευματικός μετατροπέας πίεσης δημιουργεί υποπίεση στο δοχείο μεμβράνης.

Κλαπέτο bypass συμπιεστή

Το κλαπέτο Bypass του συμπιεστή επτρέπει από τη πλευρά του αέρα την παράκαμψη του μικρού συμπιεστή. Το κλαπέτο Bypass του συμπιεστή ρυθμίζεται πνευματικά από ένα δοχείο μεμβράνης. Το κλαπέτο Bypass του συμπιεστή είτε ανοίγει πλήρως είτε κλείνει πλήρως. Μια ηλετροβαλβίδα αλλαγής τροφοδοτεί το δοχείο μεμβράνης με υποπίεση.

Εκτονωτική βαλβίδα Wastegate

Κατά την επίτευξη της ονομαστικής ισχύος ανοίγει η βαλβίδα Wastegate, για να αποφευχθεί η υψηλή πίεση πλήρωσης. Μέσω της βαλβίδας Wastegate ένα μέρος των καυσαερίων παρακάμπτει τη μεγάλη τουρμπίνα. Η βαλβίδα Wastegate ρυθμίζεται πνευματικά από ένα δοχείο μεμβράνης. Η βαλβίδα Wastegate μπορεί να ρυθμιστεί μεταβλητά. Ένας ηλεκτροπνευματικός μετατροπέας πίεσης δημιουργεί υποπίεση στο δοχείο μεμβράνης.

Μονάδα ελέγχου DDE

Για τον έλεγχο η DDE εξελίχθηκε περαιτέρω. Η μονάδα ελέγχου DDE ελέγχει και τους παραπάνω αναφερθέντες ενεργοποιητές για την δύο βαθμίδων πλήρωση.

Λειτουργία συστήματος

Για τη χρήση ενός τούρμπο θα πρέπει πάντα να γίνεται ένας συμβιβασμός ανάμεσα στην καλή συμπεριφορά απόκρισης και την υψηλή τελική ισχύ. Με την χρησιμοποιούμενη από την BMW πλήρωση τούρμπο με μεταβλητής γεωμετρίας τούρμπο, αυτό το μειονέκτημα στη μονοβάθμια πλήρωση τούρμπο περιορίζεται, δεν μπορεί όμως να εξαληφθεί πλήρως. Στην πλήρωση με βαθμίδες εργάζονται μαζί τα δύο τούρμπο ώστε να επιτυγχάνεται μια βέλτιστη συμπεριφορά λειτουργίας.

• Λειτουργία σε χαμηλό φορτίο και στροφές:
  Οι αγωγοί στον μικρό συμπιεστή και τη μικρή τουρμπίνα είναι κλειστοί. Τα καυσαέρια κινούν πρώτα το μικρό τούρμπο, και κατόπιν το μεγάλο τούρμπο. Στην πλευρά φρέσκου αέρα συμπιέζει πρώτα ο μεγάλος συμπιεστής τον φρέσκο αέρα, κατόπιν ο μικρός συμπιεστής.
  
• Λειτουργία σε μεσαίο φορτίο και στροφές:
  Με αυξανόμενες στροφές μεγαλώνει η σημασία του μεγάλου τούρμπο. Με το ρυθμιστικό κλαπέτο τουρμπίνας το ρεύμα των καυσαερίων κατανέμεται στις δύο τουρμπίνες. Μέσω της μεταβλητής ρύθμισης του ρυθμιστικού κλαπέτου τουρμπίνας ρυθμίζεται η πίεση πλήρωσης
  
• Λειτουργία με υψηλό φορτίο και στροφές:
  Η μικρή τουρμπίνα και ο μικρός συμπιεστής με το πλήρως άνοιγμα του κλαπέτου Bypass συμπιεστή και του ρυθμιστικού κλαπέτου τουρμπίνας παρακάμπτονται. Έτσι το μεγάλο τούρμπο μπορεί να απαιτήσει μεγάλες ποσότητες αέρα, χωρίς να εμποδίζει τον αέρα το μικρό τούρμπο. Τη λειτουργία συμπίεσης την κάνει αποκλειστικά ο μεγάλος συμπιεστής.
  

Δομή του συστήματος υποπίεσης

Διανομέας υποπίεσης, απεικόνιση από αριστερά