Sovralimentazione a due stadi M57TU2TOP

Sovralimentazione a due stadi M57TU2TOP

A partire da 09/06 anche nell'M57TU2 si impiega la sovralimentazione a due stadi già nota dall'M57TUTOP. Si impiega per la prima volta nella E90/91 e nella E83.

Breve descrizione dei componenti

Gruppo compressore, vista dal lato destro

Gruppo compressore, vista dal lato sinistro

I componenti principali per il funzionamento della sovralimentazione turbo a due stadi sono:

1 turbocompressore piccolo

Le dimensioni del turbocompressore utilizzato influiscono in modo determinante sul funzionamento del motore (potenza e capacità di reazione). Il turbocompressore piccolo ha un'ottima capacità di reazione per le masse esigue che devono essere accelerate dai gas di scarico. La pressione di sovralimentazione viene generata molto rapidamente in fase di ”accelerazione”. Il motore reagisce quindi con pochissimo ritardo.

1 turbocompressore grande

Il turbocompressore grande si comporta diversamente. In fase di ”accelerazione” i gas di scarico devono accelerare grandi masse. Il turbocompressore e di conseguenza anche il motore reagiscono in modo più fiacco in fase di accelerazione. Desiderando comunque un'elevata potenza finale, quindi pressioni di sovralimentazione e portate d'aria altrettanto elevate, il turbocompressore grande è in vantaggio per la sezione maggiore.

Per la sovralimentazione turbo a due stadi entrambi i turbocompressori sono collegati in linea. I gas di scarico azionano dapprima la turbina piccola, poi quella grande. Sul lato aria fresca l'aria viene dapprima compressa dal compressore grande, poi da quello piccolo.

farfalla di regolazione nelle turbine

La farfalla di regolazione turbina controlla la ripartizione del flusso dei gas di scarico tra la turbina piccola e quella grande. La farfalla di regolazione turbina viene regolata pneumaticamente da una capsula a membrana. La farfalla può essere regolata in modo variabile. Un convertitore di pressione elettropneumatico sollecita la capsula a membrana con depressione.

farfalla bypass del compressore

La farfalla bypass del compressore permette sul lato aria l'esclusione del compressore piccolo. La farfalla viene regolata pneumaticamente da una capsula a membrana, aprendosi o chiudendosi completamente. Una elettrovalvola di commutazione sollecita la capsula a membrana con depressione.

valvola Wastegate

Al raggiungimento della potenza nominale la valvola Wastegate si apre, per evitare che la pressione di sovralimentazione raggiunge livelli eccessivi. Attraverso la valvola Wastegate una parte dei gas di scarico viene deviata nella turbina grande. La valvola Wastegate viene regolata pneumaticamente da una capsula a membrana. Essa può essere regolata in modo variabile. Il convertitore di pressione elettropneumatico sollecita la capsula a membrana con depressione.

centralina DDE;

Per l'attivazione la DDE è stata rielaborata. La centralina DDE attiva anche gli attuatori sopra citati per la sovralimentazione a due stadi.

Funzionamento del sistema

Per predisporre un turbocompressore è sempre necessario un compromesso tra una buona capacità di reazione e prestazioni finali elevate. Con i turbocompressori utilizzati in BMW con turbina a geometria variabile questo svantaggio della sovralimentazione turbo a uno stadio viene ridotto, ma non può essere eliminato del tutto. Nella sovralimentazione a due stadi i due turbocompressori interagiscono in modo da raggiungere un esercizio ottimale.

• Funzionamento a basso carico e regime minimo:
  le tubazioni, che escludono il compressore e la turbina piccoli, sono chiuse. I gas di scarico azionano dapprima la turbina piccola, poi quella grande. Sul lato aria fresca l'aria viene dapprima compressa dal compressore grande, poi da quello piccolo.
  
• Funzionamento a carico e regime medi:
  con l'aumento del regime il turbocompressore grande acquista maggiore importanza. Con la farfalla di regolazione turbina il flusso dei gas di scarico viene distribuito sulle due turbine. Con la regolazione variabile della farfalla si regola la pressione di sovralimentazione
  
• Funzionamento a carico e regime elevati:
  la turbina ed il compressore piccoli vengono esclusi dall'apertura completa della farfalla bypass del compressore e della farfalla di regolazione turbina. In tal modo il turbocompressore grande può alimentare masse d'aria elevate, senza che quello piccolo le ostacoli. Solo il compressore grande effettua la compressione.
  

Struttura del sistema a depressione

Distributore di depressione, vista dal lato sinistro