Быстрые переходы:
- Проблемы и причины
- Решение
- Управление ТКР
- Механический буст-контроллер
- Игольчатый клапан
- Установка механического буст-контроллера
- Настройка игольчатого клапана
- Настройка ограничительного клапана
- Двух ступенчатый буст-контроллер
- Полезные ссылки
Проблемы и причиныСитуацию усугубляет неудачное взаиморасположение входа вентиляции картера во впускной трубопровод, что может приводить к постепенному загрязнению датчика MAF(ДМРВ) и переобеднению смеси со всеми вытекающими из этого последствиями.
Штатно ограничивать давление наддува призван датчик MAP, который установлен на интеркулере. Это очень хороший и точный датчик, и именно его показания мы видим на экране БК Мультитроникс. В связи со всем этим возникает вопрос: а почему ЭБУ двигателя, точно зная давление наддува в любой момент времени, не обеспечивает должного управления ТКР? Ответ прост - датчик MAP не обеспечивает какой-либо обратной связи, никаким образом не участвует в управлении ТКР в реальном времени и существует только в целях диагностики и аварийного сброса давления наддува, о чем не двусмысленно сказано в официальной документации. Более того, изначально этого датчика и вовсе не было, а когда его всё же установили, то поначалу даже не было предусмотрено считывание его данных по протоколу Consult, и только после того, как допилили программу это стало возможным, что ещё раз подтверждает то, что ставили его, что называется вдогонку.
К сожалению, программа ЭБУ двигателя, считывая данные этого замечательного датчика, с задачей обеспечения аварийного сброса давления справляется очень плохо, действует очень инертно и сбрасывает давление, высвечивая ошибку 0905, только тогда, когда уже возникает опасность срыва патрубков и повреждения стыков интеркулера. Таким образом, точнейший дорогой электронный датчик давления установлен и используется только ради отслеживания аварийного режима. Из пушки по воробьям.
С таким же успехом можно было бы применить и совершенно тупой механический клапан аварийного сброса. Можно предположить, что установкой такого точного датчика инженеры преследовали несколько другие(благие) цели, но что-то пошло не так...По сути, проблема этого двигателя заключается в группе взаимосвязанных конструктивных косяков и недоработок, которые(к счастью) могут быть решены без серьёзного вмешательства в двигатель.
Что касаемо давления наддува, то прослеживается явная взаимосвязанная цепочка проблем:
- отсутствие эффективного маслоотделителя вентиляции картерных газов приводит к повышенной концентрации масляной взвеси во впускном трубопроводе
- неудачно расположенный вход вентиляции картера во впускной трубопровод, после глушения двигателя обеспечивает доставку масляной взвеси к ДМРВ, которая осаждается на его чувствительном элементе
- загрязненный ДМРВ искажает(занижает) показания расхода воздуха (проблемы с ДМРВ в первую очередь характерны для дорестайловых машин)
- ЭБУ двигателя, компенсируя ложный недостаток переобедняет смесь
- программа ЭБУ двигателя не использует данные датчика MAP для управления ТКР в реальном времени и оперативного ограничения давления наддува
РешениеЗа решение многих проблем этого двигателя нужно поблагодарить австралийских патрулеводов, которые уже более 10 лет назад, что называется, собаку съели на тюнинге ZD30. Вот и для проблемы с повышенным давлением наддува они придумали простое и красивое решение - ограничитель давления наддува или механический буст-контроллер, который представляет из себя простейший шариковый клапан с регулировкой рабочего давления посредством сжатия пружины.
Управление ТКРТКР на ZD30 управляется посредством вакуумного актуатора, который в свою очередь подключен к вакуумному электроклапану. Электроклапан этот не простой и управляется от ЭБУ двигателя посредством широтно-импульсной модуляции(ШИМ, PWM), поочередно и с большой скоростью подключая вакуумную линию актуатора то к вакуумной магистрали(клапан включен, сообщаются каналы A-B), то к впускному трубопроводу(резонатору воздушного фильтра)(клапан выключен, сообщаются каналы A-C). Демпфер осуществляет сглаживание этих переключений и обеспечивает плавность управления.
.jpg "Standard Dawes (1).jpg (52.06 Кб) Просмотров: 81595")
Стандартная схема управления ТКР ZD30
Соотношение времени подключения вакуума ко времени подключения к впускному трубопроводу определяет ход штока актуатора. Чем больше промежуток времени линия актуатора подключена к вакууму тем выше поднят шток, тем меньше угол поворота лопаток ТКР(лопатки закрыты) и тем выше давление наддува. В этом случае отработавшие газы попадают на лопатки турбины практически под прямым углом, что наиболее эффективно трансформирует их энергию во вращательное движение и сила, вращающая крыльчатку турбины максимальна. Подробнее можно почитать здесь.
За счет электронного управления VNT-турбокомпрессор призван устранить недостаток обычного ТКР - турбояму, однако, на ZD30 это управление несколько неудачное. Оно не только не в состоянии компенсировать турбояму в районе 2300 об/мин, но ещё и организует передув в районе 2000 об/мин. В итоге график получается кривой и не пойми на что похожий:
Именно этот пик представляет наибольшую опасность для двигателя при длительном движении с постоянной скоростью под 100км/ч и оборотами 2000, а следующий за ним провал отвечает за тупление в некоторых случаях при разгоне. Ко всему прочему управление ТКР ещё и завязано на режим системы EGR.
Механический буст-контроллерДля устранения кривизны графика управления ТКР и устранения передува австралийские патрулеводы придумали ставить механический шариковый клапан, настроенный на необходимое рабочее давление, который при достижении заданного давления будет приоткрываться и "стравливать передув" в вакуумную линию управления акуатором ТКР, компенсируя разряжение в ней, что приведет к принудительному опусканию штока и повороту лопаток ТКР на больший угол. При снижении давления наддува ниже установленного порога клапан закрывается и вакуумная линия актуатора снова переходит под управление ЭБУ двигателя. Таким образом осуществляется плавная регулировка и стабилизация давления турбонаддува. Фильтр перед клапаном необходим для предотвращения попадания в него масляной взвеси и частиц грязи, которые по тем или иным причинам могу оказаться во впускном трубопроводе.
Схема механического буст-контроллера со штатным управлением ТКР
Игольчатый клапан (пневмодроссель)Ограничительного клапана достаточно для получения линейного графика на двигателе без особых доработок, однако, если, например, была удалена или заблокирована система EGR или сделаны какие-либо доработки выпускной системы(выбит кат, установлен 3" выпуск), то изначальный график наддува может стать несколько иным, т.к. изменится скорость движения выхлопных газов и сила, действующая на крыльчатку турбины.
Особенно сильно картина меняется при глушении EGR, т.к. ЭБУ двигателя осуществляет управление лопатками ТКР в том числе и в зависимости от того, в каком режиме находится эта система. Передув в этом случае будет более ярко выраженным, по сути штатное управление ТКР станет абсолютно не адекватным, поэтому предпочтительнее просто отобрать управление ТКР у ЭБУ двигателя, т.к. терять в общем-то нечего.
Для того чтобы отобрать управление ТКР у ЭБУ двигателя применяют игольчатый клапан (он же пневмодроссель), через который вакуумную линию актуатора ТКР, подключенную к вакуумному насосу соединяют со впускным трубопроводом. Демпфер в данном случае "переезжает" на линию вакуумного насоса, где помимо своей основной задачи будет выполнять функцию фильтра.
Схема механического буст-контроллера с игольчатым клапаном
Игольчатым клапаном осуществляется настройка оптимальной разницы давлений, которая будет задавать скорость раскрутки турбокомпрессора. При закрытом клапане шток актуатора вверху, лопатки ТКР закрыты и скорость раскрутки будет максимальна. Чем больше клапан открыт, тем ниже будет опускаться шток актуатора, тем больше будет угол поворота лопаток ТКР и ниже скорость раскрутки турбины.
Практика показала, что установка игольчатого клапана по приведенной выше схеме на машинах с прошивкой от Upsolute не имеет особого смысла.
Но если всё же есть желание его использовать, то можно применить вот такую схему, в которой игольчатым клапаном можно будет в некоторых пределах регулировать подхват с низов. Чем больше закрыт клапан, тем выше шток актуатора ТКР и лучше подхват с низов.
Реализовал и опробовал данный способ пользователь Vip
Установка механического буст-контроллераДля установки потребуется:
- штуцер "елочка" 6мм, резьба 1/8" наруж.
"Сосок" от бескамерной шины применять не рекомендуется, т.к. его резина разрушается под воздействием масла.Штуцер (продается в магазинах пневматического инструмента) - тройник на 4-6мм, 2шт + 1шт, если будет подключаться манометр (вполне подойдут пластиковые от трубок какого-нибудь омывателя)Тройник омывателя
- любой малогабаритный легко продувающийся фильтр тонкой очистки топлива
- вакуумный шланг 4мм, 0,5м
- вакуумный шланг 6мм, 0,5м (шланги должны быть толстостенными, отлично подойдут армированные дюритовые топливные)
- короткие тонкие кабельные стяжки (для применения в качестве хомутов)
- ВАЗовские резиновые гофры (для защиты шлангов)
- ограничительный клапан
- игольчатый клапан (для тех, у кого заглушен EGR или просто очень хочется)
- манометр до 30psi (2 кгс/см²), удобнее если ед. изм. будет PSI (тем, у кого нет БК Мультитроникс или тем, у кого машина до 2003г.в. и информация о давлении наддува не считывается через протокол Consult)
Ограничительный и игольчатый клапана, а также правильный манометр можно приобрести здесь:
http://dawes-devices.com/collections/nissan-patrol
Ограничительный клапан MK II HYBRID отличается от просто MK II только материалом шарика. В MK II HYBRID он керамический и легкий, имеет более точное срабатывание ввиду малого веса, меньшую вероятность подмерзания и не критичен к вертикальной установке, при которой металлический тяжелый шарик может смещаться от встряхивания. И тот и другой имеют долгоиграющую(типа) пружину. В комплекте с клапаном уже идет пара тройников, толстостенный силиконовый шланг и пять кабельных стяжек
.Игольчатый клапан оснащен фиксатором рукоятки и спиральной цветовой шкалой, с помощью которой можно осуществлять довольно точную регулировку. Когда кольцо фиксатора поднято вверх рукоятка вращается, а когда опущена вниз рукоятка зафиксирована. В комплекте с клапаном уже идут пара штуцеров ввернутых с применением какого-то герметика.
Устройство ограничительного клапана
Продавец неоднократно проверен, доставка в Россию бесплатна(включена в стоимость). Товар приходит на почту в течение 2-3 недель. Качество деталей отличное. Единственный недостаток есть у ограничительного клапана - к нему сложно подобрать ключи, т.к. размеры дюймовые, поэтому для того, чтобы его контрить приходится использовать какой-нибудь старый раздолбанный рожковый ключ и пассатижи.
Есть вариант клапанов подешевле от Camozzi:
viewtopic.php?p=15646#p15646
Ну или от братьев-китайцев:
https://ru.aliexpress.com/store/product ... 61435.html
Пневмодроссель
CAMOZZI RFO 346-1/4
Установка сводится к креплению всего этого добра на двигателе с последующей настройкой.
- Снимаем интеркулер и его патрубки.
- Далее нужно врезать в один из металлических патрубков интеркулера штуцер для линии наддува. На каком именно патрубке врезать в принципе особой разницы нет, но в плане прокладки шлангов это удобнее сделать на переднем патрубке.
Если используется штуцер с резьбой 1/8", то может возникнуть проблема с нахождением дюймового метчика. В этом случае нужно просверлить отверстие 9мм и нарезать резьбу М10х1,0. Поскольку стенка патрубка не толстая, то дюймовый штуцер можно нормально ввернуть в метрическую резьбу и немного поджать. Для обеспечения герметичности снаружи штуцер дополнительно нужно обмазать герметиком. - Устанавливаем интеркулер на место.
- Прокладываем шланги по выбранной схеме(с игольчатым клапаном или без), закрепляем фильтр, ограничительный(и игольчатый) клапан на впускном трубопроводе.
- Фильтр и клапана удобно закрепить на шланге кондиционера, который имеет защитное покрытие.
- Перед креплением предохранительного клапана нужно выполнить его предварительную настройку на давление 15-18psi(1-1,2 кгс/см²). Это можно сделать с помощью компрессора для накачки колес или запасного колеса, а можно и вовсе не делать, а просто поджать пружину клапана и слегка законтрить его контрагайкой, т.к. эта настройка всё равно не окончательная.
- Перед креплением игольчатого клапана нужно запомнить в каком положении он закрыт(не продувается), чтобы не путаться, когда к нему уже будут подключены шланги.
- При прокладке шлангов нужно позаботится о предотвращении их перетирания и пережимания. Для защиты шлангов удобно воспользоваться мягкими резиновыми ВАЗовскими гофрами.
- Когда вопросы прокладки, размещения и компоновки будут решены, для надежности стягиваем шланги в местах соединений стяжками, кроме соединения от фильтра к ограничительному клапану, т.к. в этом месте шланг в первое время нужно будет отсоединять для регулировки клапана.
Синими стрелками показано направление потока - Глушим штуцера электроклапана управления турбиной, чтобы в них не попадала грязь.
Настройка игольчатого клапана
Те, кто не ставит игольчатый клапан, могут пропустить этот раздел.Полностью закрываем игольчатый клапан и запускаем двигатель, кондиционер должен быть выключен.
На оборотах холостого хода начинаем открывать клапан до тех пор пока упор рычага штока актуатора турбины не начнет отходить от ограничительного болта(шток будет опускаться). Как только это произошло начинаем потихоньку закрывать клапан до тех пор пока упор рычага штока не коснется ограничительного болта. Это положение будет соответствовать настройке на максимальную скорость раскрутки крыльчатки турбины.
Выглядит процесс примерно так:
phpBB [media]
Реакция штока актуатора турбины на открытие и закрытие игольчатого клапана
Большая скорость раскрутки не желательна, т.к. ограничительный клапан давления наддува может не успевать отрабатывать, также большая скорость раскрутки ведет к возникновению турбулентности в выпуске и весьма ощутимой на слух работе турбины при перегазовках. Слишком низкая скорость раскрутки также не желательна, т.к. ведет к росту EGT. Я рекомендую в тот момент, когда упор рычага штока актуатора коснется ограничительного болта немного приоткрыть клапан и отвести упор от ограничительного болта на пару миллиметров(приопустить шток).
После настройки рукоятку клапана нужно зафиксировать фиксатором и прокатиться. Нужно убедится, что при 1500 об/мин давление наддува не превышает 6 psi(0,42 кгс/см² или 140кПа по Мульитрониксу).
Игольчатый клапан может настраиваться по принципу "сделал и забыл", но его так интересно и приятно крутить, что некоторые патрулеводы выводят его в салон
.
Настройка ограничительного клапанаПосле предварительной грубой настройки ограничительного клапана нужно выехать на свободное шоссе, где можно спокойно разогнаться, не забыв прихватить с собой ключ и пассатижи для контрагайки клапана. Скорее всего придется сделать несколько заездов, прежде чем удастся достичь оптимальной настройки.
Клапан настраивается таким образом, чтобы при движении со скоростью 100 км/ч при 2000 об/мин давление наддува не превышало 10psi(0,7 кгс/см² или 170кПа по БК Мультитроникс), а максимальное давление наддува 18psi(1,2 кгс/см² или 225кПа по БК Мультитроникс) было бы достижимо только при "тапке-в-пол" на 4000 об/мин.
Настройка осуществляется закручиванием(выкручиванием) винта клапана.
- глушим двигатель, выходим из машины и открываем капот
- снимаем шланг от фильтра к клапану и ослабляем контрагайку клапана
- осуществляем коррекцию в ту или иную сторону (при закручивании винта клапана(сжатии пружины) пороговое давление увеличивается, а при откручивании наоборот уменьшается)
- контрим клапан, одеваем шланг на место и делаем следующий контрольный заезд
Конечная цель - достичь более-менее линейного графика:
Для достижения приемлемого результата можно опираться на следующие контрольные точки:
(об/мин - давление наддува(psi / кгс/см² / кПа по БК Мультитроникс))
- 1500 - 6 / 0.42 / 140
- 2000 - 10 / 0.7 / 170
- 3000 - 15 / 1.0 / 203
- 3600 - 16 / 1.12 / 210
- 4000 - 18 / 1.2 / 224
Двух ступенчатый буст-контроллерГонщики могут пойти ещё дальше и реализовать двух ступенчатый буст-контроллер:
Двух ступенчатый буст-контроллер включает в себя два параллельно соединенных ограничительных клапана высокого и низкого давления. Клапан низкого давления, например, может быть настроен на давление наддува 10psi при 2000 об/мин и использоваться в обычном режиме движения для экономии топлива и щадящего режима двигателя, а клапан высокого давления может быть настроен на 15psi при 2000 об/мин и использоваться по требованию, когда нужна дополнительная мощность.
Схема работает следующим образом:
- Клапан низкого давления подключен через электроклапан, который может выключать его из системы путем перекрытия канала.
- В обычном тошнотном режиме электроклапан клапана низкого давления выключен и канал открыт. Поскольку оба ограничительных клапана соединены параллельно, то в этом случае всегда будет работать клапан низкого давления, ограничивая давление наддува на нижней отметке 10psi.
- По требованию водителя(кнопка на консоли) электроклапан включается и перекрывает канал клапана низкого давления, вынося его "за скобки", в результате чего в работу включается уже клапан высокого давления и ограничивает давление наддува на уровне 15psi при 2000 об/мин.
.Полезные ссылки:
- Patrol ZD30 TDi Manual Boost Controller
- Удобный конвертер единиц измерения давления
- Датчики MAF(ДМРВ) и MAP
Что ещё можно сделать:
и раз в год чищу весь входной коллектор, но что то уже надоело с этим лего заниматься.
