Вакуумный клапан турбины: назначение и принцип работы

Главная задача вакуумного клапана — обеспечивать гибкую и быструю регулировку интенсивности турбонаддува дизельных и бензиновых моторов в зависимости от условий движения. Для чего это нужно?

Физический принцип работы системы турбонаддува предельно простой. Выхлопные газы раскручивают колесо турбины. Оно жестко связано с ответной компрессорной крыльчаткой, которая пропорционально нагнетает воздух в камеры сгорания мотора. Чем больше воздуха, тем больше кислорода поступает в топливовоздушную смесь, провоцируя эффективное сгорание топлива. Отдаваемая двигателем мощность возрастает, что сопровождается усилением давления выхлопа. Получаем положительную обратную связь. Это полезно, но до разумного предела:

• Если режим работы силового агрегата выходит за пределы допустимого диапазона, двигатель очень быстро выйдет из строя из-за перегрева и перегрузок.
• У турбины также есть оптимальная частота. Если крыльчатка раскручивается сильнее, подшипник перегревается и может заклинить. Понадобится дорогой ремонт.

Казалось бы, для таких ситуаций есть актуатор. Зачем вакуумный клапан, то есть еще одно устройство, которое потенциально способно сломаться? Проблема обычного перепускного клапана в том, что он просто ограничивает рабочий диапазон сверху. Вакуумный клапан, в свою очередь, может быть связан с изменяемой геометрией и используется в более широком смысле.

 Как работает вакуумный клапан?

Этот элемент устанавливается между вакуумной системой автомобиля и актуатором низкого давления. На его порт IN подается генерируемое вакуумным насосом разрежение. Порт OUT подсоединен к управляющему входу актуатора. Объем разрежения, который подается от управляющего вакуумного клапана турбины, регулируется одним из следующих способов:

• Механически с помощью мембраны и пружины. При низких оборотах двигателя вакуумный насос генерирует недостаточное разрежение. Пружина воздействует на мембрану, поднимая ее и открывая выходной порт к актуатору турбины. Когда мотор набирает обороты, в определенный момент разрежение преодолевает упругость пружины. Она закрывает поступление вакуума в актуатор, и турбокомпрессор сбавляет обороты.
• С помощью электромагнитного клапана. В этом случае электромотор вакуумного клапана получает управляющее воздействие непосредственно от системы управления автомобилем и обеспечивает прохождение нужного количества вакуума к актуатору турбины. Текущее состояние перепускного дросселирующего отверстия определяется с помощью специального потенциометра или в более старых версиях на основании косвенных методов. Сам актуатор контролирует состояние изменяемой геометрии. Таким образом происходит управление режимом работы турбокомпрессора во всем динамическом диапазоне.

Вакуумный клапан позволяет не только избежать передува, но и неплохо справляется с турбоямами на небольших скоростях.