Registerturbo N47TL

Registerturbo N47TL

Vanaf 09/2007 wordt de van de M57TU2TOP bekende registerturbo ook bij de N47TL toegepast. De eerste toepassing vindt plaats in de E87, E81 en E82.

Beknopte beschrijving van het onderdeel

Turbogroep van de N47TL:

De belangrijkste componenten voor de werking van de tweetraps turbodrukvuling zijn:

Kleine turbocompressor

De grootte de gebruikte turbocompressor heeft een grote invloed op het karakter van de motor (vermogen en souplesse). Een kleine turbocompressor heeft als gevolg van de lage massa die door het uitlaatgas moet worden versneld, een zeer goede souplesse. De vuldruk wordt bij het ”gas geven” zeer snel opgebouwd. De motor reageert daardoor met een zeer geringe vertraging.

Grote turbocompressor

Een grote turbocompressor gedraagt zich heel anders. Bij het ”gas geven” moet het uitlaatgas een grotere massa versnellen. De turbocompressor en daarmee ook de motor reageren trager bij het accelereren. Wanneer echter een hoog topvermogen gewenst is, oftewel hoge vuldruk en luchtopbrengst nodig zijn, is de grote turbocompressor door de grotere afmetingen in het voordeel.

Voor de tweetraps turbovulling zijn beide turbocompressoren in serie geschakeld. Het uitlaatgas drijft eerst de kleine turbine en dan de grote turbine aan. Aan de luchtinlaatzijde comprimeert eerst de grote turbo, en dan de kleine turbo de lucht.

Regelklep turbine

De regelklep van de turbine regelt de verdeling van de uitlaatgasstroom tussen de grote en de kleine turbine. De Turbine-regelklep wordt pneumatisch door een membraandoos versteld. De turbine-regelklep kan variabel worden versteld. Een elektropneumatische drukomvormer belast het membraan met vacuüm.

Bypassklep compressor

Via de compressor-bypassklep kan de inlaatlucht de kleine compressor omzeilen. De compressor-bypassklep wordt pneumatisch door een membraandoos versteld. De compressor-bypassklep wordt volledig geopend of volledig gesloten. Een elektropneumatisch omschakelventiel belast het membraan met vacuüm.

Wastegate-klep

Bij het bereiken van het nominale motorvermogen wordt de wastegate-klep geopend om te hoge vuldruk te voorkomen. Via die wastegate-klep wordt een gedeelte van het uitlaatgas buiten de grote turbine om geleid. De wastegate-klep wordt pneumatisch door een membraan versteld. De Wastegate-klep kan variabel worden versteld. Een elektropneumatische drukomvormer belast het membraan met vacuüm.

DDE-regeleenheid

Voor de aansturing werd de DDE verder ontwikkeld. De DDE-regeleenheid stuurt ook de hierboven genoemde actuatoren voor de tweetraps drukvulling aan.

Systeemfunctie

Bij het ontwerpen van een turbocompressor moet altijd een compromis tussen goede souplesse en hoog vermogen bij hoge toerentallen worden gesloten. Met de bij BMW gebruikte turbocompressoren met variabele turbinegeometrie wordt dit nadeel van de eentraps turbodrukvulling gereduceerd, maar kan nooit helemaal worden verholpen. Bij de registerturbo werken de beide turbocompressoren zo samen, dat een optimale werking wordt verkregen.

• Werking bij lage belasting en laag toerental:
  De leidingen die buiten de kleine compressor en de kleine turbine om gaan, zijn gesloten. Het uitlaatgas drijft eerst de kleine turbine en dan de grote turbine aan. Aan de luchtinlaatzijde comprimeert eerst de grote turbo, en dan de kleine turbo de lucht.
  
• werking bij deellast en middelste toerengebied:
  met stijgend toerental neemt de taak van de grote turbocompressor toe. Met de turbine-regelklep wordt de uitlaatgasstroom over beide turbines verdeeld. Door de variabele verstelling van de turbine-regelklep wordt de vuldruk geregeld
  
• Werking bij hoge belasting en hogere toerentallen:
  De kleine turbine en de kleine compressor worden door volledig openen van de compressor-bypassklep en de turbine-regelklep omzeild. Daardoor kan de grote turbocompressor grote luchtvolumes opvoeren, zonder dat de kleine turbocompressor de luchtstroom smoort. Nu wordt de inlaatlucht uitsluitend door de grote compressor samengedrukt.