N47TL พร้อมเทอร์โบชาร์จแบบหลายระดับ

N47TL พร้อมเทอร์โบชาร์จแบบหลายระดับ

ตั้งแต่ 09/2007 ระบบเทอร์โบชาร์จแบบหลายระดับซึ่งรู้จักกันดีจาก M57TU2TOP จะถูกนำมาใช้กับ N47TL ด้วย โดยจะนำมาใช้ใน E87, E81 และ E82 ก่อนเป็นรุ่นแรก

คำอธิบายโดยย่อเกี่ยวกับอุปกรณ์

กลุ่มเทอร์โบชาร์จเจอร์ของ N47TL :

ส่วนประกอบที่สำคัญที่สุดสำหรับการทำงานของเทอร์โบชาร์จแบบสองระดับคือ :

เทอร์โบชาร์จเจอร์ขนาดเล็ก

ขนาดของเทอร์โบชาร์จเจอร์ที่ใช้ มีความสำคัญมากต่อลักษณะการทำงานของเครื่องยนต์ (กำลังที่ส่งออกมาและการตอบสนอง) เทอร์โบชาร์จเจอร์ขนาดเล็กให้การตอบสนองที่ดีมาก เนื่องจากแก๊สไอเสียจะต้องขับเคลื่อนมวลที่มีขนาดเล็กเท่านั้น เมื่อเร่งความเร็ว ความดันเสริมจะเกิดขึ้นอย่างรวดเร็ว ซึ่งหมายความว่าเครื่องยนต์จะตอบสนองเกือบจะทันที

เทอร์โบชาร์จเจอร์ขนาดใหญ่

ลักษณะเฉพาะของเทอร์โบชาร์จเจอร์ขนาดใหญ่จะต่างออกไป ขณะเร่งความเร็ว ต้องแก๊สไอเสียจะต้องขับเคลื่อนมวลที่มีน้ำหนักมากกว่า ดังนั้น เทอร์โบชาร์จเจอร์ รวมไปถึงเครื่องยนต์ จึงมีการตอบสนองที่ช้ากว่า ในขณะเร่งความเร็ว อย่างไรก็ตาม ในกรณีที่ต้องการกำลังเอาต์พุตสูง ซึ่งก็คือ ต้องการความดันอัดและปริมาณอากาศที่ไหลผ่านสูง เทอร์โบชาร์จเจอร์ขนาดใหญ่จะได้เปรียบมากเนื่องจากมีขนาดหน้าตัดกว้าง

เทอร์โบชาร์จแบบสองระดับมีเทอร์โบชาร์จเจอร์ทั้งสองโดยติดตั้งเรียงกัน ในขั้นแรก แก๊สไอเสียจะขับเทอร์ไบน์ขนาดเล็กก่อน จากนั้น จึงขับเทอร์ไบน์ขนาดใหญ่ ที่ด้านไอดี คอมเพรสเซอร์ขนาดใหญ่จะอัดอากาศบริสุทธิ์ก่อน จากนั้น คอมเพรสเซอร์ขนาดเล็กจะทำเช่นเดียวกัน

ลิ้นอากาศควบคุมเทอร์ไบน์

ลิ้นอากาศควบคุมเทอร์ไบน์จะควบคุมการกระจายการไหลของไอเสียระหว่างเทอร์ไบน์ชุดใหญ่และชุดเล็ก โดยที่กระบอกไดอะแฟรมจะปรับลิ้นอากาศควบคุมเทอร์ไบน์ในแบบนิวเมติก ลิ้นอากาศควบคุมเทอร์ไบน์สามารถปรับตั้งได้ในรูปแบบต่างๆ. คอนเวอร์เตอร์ความดันอิเล็กโทรนิวแมติกจะใช้สุญญากาศระดับต่ำกับกระบอกไดอะแฟรม

แผงบายพาสคอมเพรสเซอร์

แผงบายพาสคอมเพรสเซอร์ช่วยให้เกิดการบายพาสของคอมเพรสเซอร์ขนาดเล็กที่ด้านไอดี โดยที่กระบอกไดอะแฟรมจะปรับแผงบายพาสคอมเพรสเซอร์ในแบบนิวเมติก แผงบายพาสคอมเพรสเซอร์จะเปิดออกจนสุดหรือปิดจนสนิท วาล์วเปลี่ยนทางไฟฟ้าจะใช้สุญญากาศระดับต่ำกับกระบอกไดอะแฟรม

วาล์วประตูไอเสีย

เมื่อถึงระดับปกติ วาล์วประตูไอเสียจะเปิดออกเพื่อไม่ให้มีความดันเสริมสูงเกิน ิแก๊สไอเสียส่วนหนึ่งจะถูกจ่ายผ่านวาล์วประตูไอเสียไปยังเทอร์ไบน์ขนาดใหญ่ โดยที่กระบอกไดอะแฟรมจะปรับวาล์วประตูไอเสียในแบบนิวเมติก วาล์วประตูไอเสียนี้สามารถปรับตั้งได้หลากหลายรูปแบบ คอนเวอร์เตอร์ความดันอิเล็กโทรนิวแมติกจะใช้สุญญากาศระดับต่ำกับกระบอกไดอะแฟรม

ชุดควบคุม DDE

DDE ได้รับการปรับปรุงให้การสั่งงานดีขึ้น ชุดควบคุม DDE จะสั่งงานแอ๊คทูเอเตอร์ที่กล่าวถึงข้างต้นสำหรับการชาร์จแบบสองระดับ

การทำงานของระบบ

ในการกำหนดค่าเทอร์โบชาร์จเจอร์นั้น จะต้องผสมผสานระหว่างการตอบสนองที่ดีและกำลังเอาต์พุตที่สูงทุกครั้ง เทอร์โบชาร์จเจอร์ที่มีรูปร่างเทอร์ไบน์แบบปรับได้ที่ BMW ใช้อยู่ จะลดข้อเสียของเทอร์โบชาร์จแบบระดับเดียวลง แม้ว่าจะไม่สามารถแก้ไขได้ทั้งหมดก็ตาม ในการใช้เทอร์โบชาร์จแบบหลายระดับ เทอร์โบชาร์จเจอร์ทั้งสองตัวจะต้องทำงานร่วมกัน เพื่อให้ได้การทำงานที่มีประสิทธิภาพสูงสุด

• การทำงานขณะที่ความเร็วรอบเครื่องต่ำและมีโหลดต่ำ :
  ท่อบายพาสของคอมเพรสเซอร์ขนาดเล็กและเทอร์ไบน์ขนาดเล็กปิด ในขั้นแรก แก๊สไอเสียจะขับเทอร์ไบน์ขนาดเล็กก่อน จากนั้น จึงขับเทอร์ไบน์ขนาดใหญ่ ที่ด้านไอดี คอมเพรสเซอร์ขนาดใหญ่จะอัดอากาศบริสุทธิ์ก่อน จากนั้น คอมเพรสเซอร์ขนาดเล็กจะทำเช่นเดียวกัน
  
• การทำงานขณะที่ความเร็วรอบเครื่องปานกลางและมีโหลดปานกลาง :
  เมื่อมีการเร่งความเร็ว เทอร์โบชาร์จเจอร์ขนาดใหญ่จะมีความสำคัญเพิ่มขึ้น ลิ้นอากาศควบคุมเทอร์ไบน์จะจ่ายแก๊สไอเสียไปยังเทอร์ไบน์ทั้งสองตัว การปรับแบบแปรผันของลิ้นอากาศควบคุมเทอร์ไบน์จะปรับความดันเสริม
  
• การทำงานขณะที่ความเร็วรอบเครื่องสูงและมีโหลดสูง :
  เทอร์ไบน์ขนาดเล็กและคอมเพรสเซอร์ขนาดเล็กจะถูกบายพาส โดยการเปิดแผงบายพาสคอมเพรสเซอร์และลิ้นอากาศควบคุมเทอร์ไบน์ออกจนสุด ทำให้เทอร์โบชาร์จเจอร์ขนาดใหญ่สามารถจ่ายมวลอากาศในปริมาณมากได้โดยที่ไม่มีเทอร์โบชาร์จเจอร์ขนาดเล็กมาขวางการไหลของอากาศ ขั้นตอนการอัดจะเกิดขึ้นในคอมเพรสเซอร์ขนาดใหญ่เพียงตัวเดียว