Wastegate клапан что это

Вестгейт

Вестгейт (анг. Wastegate – «дверь для мусора») — регулировочный клапан, который направляет отработанные выхлопные газы мимо турбинной части турбонагнетателя для ограничения оборотов ротора турбокомпрессора, а следовательно регулирования максимального давления, создаваемого компрессорной частью.

Вестгейт — неотъемлемая конструктивная особенность любой турбированной машины

Принцип работы

При достижении определённого давления во впускном коллекторе, регулировочный клапан (вестгейт) начинает открываться, пропуская часть выхлопных газов мимо «горячей» крыльчатки турбины.

Избыточный объём газа либо попадает в выпускной тракт, минуя турбину, либо сбрасывается в атмосферу. Клапан открывается/закрывается актуатором, контролируемым давлением во впуске.

Актуатор управляется пневматически (давление на впуске подводится непосредственно к актуатору), либо (что реже) электроникой.

Рассмотрим подробнее

Турбина вращается за счет выхлопных газов, которые проходя через лопасти крыльчатки, раскручивают ее. Вращающаяся крыльчатка (пропеллер), раскручивает колесо компрессора турбины, что и приводит к созданию давления во впускном коллекторе.

Уровень этого давления определяется количеством воздуха, проходящего через турбину. Количество и скорость выхлопных газов, зависят в свою очередь, от частоты вращения двигателя (об/мин), т.е. чем больще мощность на выходе — и больше об/мин совершает двигатель, тем больше выхлопных газов проходит через турбину, следовательно создается большее давление.

Допустим, вы едите достаточно быстро, выхлопного газа много, турбина создает все больше и больше давления, выхлопного газа становится еще больше, и вот, в конце концов, турбина не выдерживает давления и просто напросто «пробивается» газом, попутно приканчивая двигатель.

Как же контролировать это давление

Поток выхлопных газов на крыльчатку турбины должен буть уменьшен т.е. выхлопные газы должно контролируемо уходить или до турбины или непосредственно из нее.

В стоковых машинах обычно практикуется внутренний перепускной клапан, т.е. выхлопные газы выводятся непосредственно из корпуса самой турбины.

Однако многие устанавливают внешний перепускной клапан до входа в турбину путем установки перекрестной трубы или замены части выпускного коллектора.

Внутренний перепускной клапан имеет большое отверстие, через которое выхлопной газ выходит из турбины. На пути отверстия есть специальная заслонка, которая закрывает это отверстие в момент работы турбины (когда набирается требуемое давление) — по-принципу действия это чем-то похоже на дверь.

И, как и дверь, заслонка имеет промежуточные положения — так называемой частичной открытости. Эта заслонка соединена с рычажком, который виден снаружи самой турбины.

Рычаг, в свою очередь, соединяется с рычагом активатора.Активатор — это пневматическое устройство, которое преобразует давление в линейное движение (как насос), используя диафрагму и пружину. Активатор приводит рычагом в действие заслонку, вплоть до ее полного открытия при давлении в 10-12 psi.

Как же получается большее давление при установке контроллеров наддува? (буст-контроллер)

Соленоид — это специальный прибор, который устанавливается перед активатором, и изменяет давление, поступающее на активатор, таким образом активатор как бы обманывается соленоидом и «видит» не реальное давление в системе, а то, которое ему «демонстрирует» соленоид.

Таким образом, если у вас давление до соленоида 13 psi, после него 10 psi, то перепускной клапан, если он активизируется при давлении в 12 psi, будет оставаться неактивным до 15 psi. (15-3=12), т. е. перепускной клапан откроется на давлении не менее 12 psi, хотя на самом деле будет уже 15 psi.

Соленоид делает это за счет использования рабочего цикла маленького механизма(зачастую это маленький игольчатый клапан с пружинкой). С изменением рабочего цикла, соленоид пропускает больше или меньше воздуха через себя. Соленоид управляется компьютером, который считывая давления отдает приказ увеличить или уменьшить наддув, путем открытия или закрытия перепускного клапана.

Регулировка тяги вестгейта

Сам по себе рычаг свободно перемещается, качаясь на креплении. Если это не так, и он не двигается свободно, когда отсоединен от тяги регулировочного клапана, значит есть какая-то проблема и что-то ему мешает. Это нужно исправить.

Иногда рычаг двигается рывками, особенно при нагревании. Длина самой тяги активатора может варьироваться, таким образом регулируя степень открытости/закрытости вестгейта.

Затягивание конца будет укорачивать тягу регулировочного клапана, расслабление — удлинять ее. Если тяга короче, клапан более плотно закрыт, и активатору требуется большее давление чтобы открыть клапан.

Результат — большее давление, более быстрое раскручивание турбины, и перепускной клапан не открывается так сильно и так быстро. И наоборот при ослаблении тяги.

Если вы используете контроллер с обратной связью, который сам меряет и контролирует давление (это обычное дело для электронных контроллеров), то регулировка тяги перепускного клапана — не даст такого же эффекта, как она дает при отсутствии обратной связи.

Это происходит потому, что контроллер «принимает во внимание», произошедшие изменения, поэтому такая регулировка будет сказываться незначительно. Кроме того, хороший электронный контроллер держит перепускной клапан закрытым (давление на активаторе 0 psi), до тех пор пока не будет набран нужный уровень — таким образом набор давления происходит гораздо быстрее.

Читайте также:  Как поменять ремень грм на ваз 2110 8 клапанов инжектор не снимая шкив

Внешний регулировочный клапан

Внешний регулировочный клапан (External Wastegate) — отдельное устройство, которое создано для работы отдельно от корпуса турбины. Хотя некоторые внешние регулировочные клапаны устанавливаются на корпус турбины — например Turbonetics.

Внешние регулировочные клапаны обычно рассчитаны на гораздо больший поток воздуха, чем внутренние. Большинство из них имеет двойной активатор, это способствует более быстрому открытию клапана и обеспечивает лучший контроль за раскручиваемостью турбины.

Если вы строите мощный автомобиль (500 л.с. и выше), то внешний регулировочный клапан (может и не один) — это единственно верный путь.

Выход от внешнего регулировочного клапана может направляться обратно в выхлоп или в атмосферу (правда это ОЧЕНЬ громко, можно поставить небольшую трубу с глушителем).

Кроме того, внешние клапаны могут иметь разные пружины, тем самым, заменив пружину на более упругую, вы можете задать минимальный уровень наддува, предположим, в 5 psi.

Источник

​Что «пшикает» в спортивных машинах? Изучаем блоу-офф, байпас и вестгейт

Данная статья подразумевает, что читатель уже имеет некоторое представление о работе турбонаддува. Если же такого представления пока нет – не беда! Не так давно мы обсуждали эту штуку во всех подробностях: как выглядит, зачем нужна и как работает. Кто ещё не видел – нажимаем сюда и читаем..

А теперь к героям нашего сегодняшнего обсуждения. Я уверен, все автолюбители хоть раз слышали характерный «пшик» при переключениях скоростей на спортивных автомобилях. Более того, на сайтах наших китайских друзей есть невероятное количество этих «приблуд» всех цветов и видов, предлагаемых за очень демократичные цены. И у неподготовленного любителя тюнинга может создаться впечатление, что пшикалки эти служат исключительно для привлечения на улицах впечатлительных особ слабого пола. Но это не так. Точнее – изначально было не так, а служило лишь вполне себе конкретной технической задаче. Давайте разбираться.

В чём суть проблемы?

Итак, вы уже знаете, что при активном ускорении турбина нагнетает воздух во впускной коллектор. Но очевидно, что дуть до бесконечности невозможно, иначе разорвёт как минимум резиновые патрубки системы. И для ограничения создаваемого турбиной давления служит «вестгейт» (wastegate).

Клапан вестгейта, соединённый штоком с его «калиткой» в горячей части турбины. Далее станет понятно. (фото: twitter)

Это подпружиненный клапан, который при превышении определённого порога нагнетаемого давления перемещается и открывает заслонку в корпусе турбины, тем самым частично пуская выхлопные газы в обход крыльчатки – прямо в катализатор и далее по выпуску. Таким образом, обороты турбины снижаются, а значит, уменьшается и создаваемое ей давление.

Приводимая клапаном вестгейта заслонка-«калитка» в самой турбине. (фото: Drive2)

Но это, скажем так, эталонный сценарий: когда давление нарастает плавно и соразмерно нажатию на газ. А вот ситуация: вы «топили» с газом в пол, и внезапно на дорогу выбегает олень. Понятно, что в 99% случаев первое, что вы сделаете – отпустите педаль. Да вот беда! Турбина обладает очень неслабой инерционностью: хоть педальку вы отпустили, но она ещё продолжает крутиться по инерции. То есть, нагнетать воздух. А дроссельная заслонка-то уже закрыта! Давление снова растёт, угрожая что-то порвать.

«А что же вестгейт?» — спросите вы. А ничего. Вспоминаем конструкцию и смотрим на схемы ниже: wastegate находится на ГОРЯЧЕЙ части турбины, и способен лишь стравливать поток газов её раскручивающих. Но замедлить уже вращающуюся по инерции турбину он никак не может.

Таким образом, конструктивно возникает необходимость в ещё одном клапане – который будет стравливать излишки уже нагнетённого воздуха. И здесь есть два варианта.

Блоу-офф – сдуваем в атмосферу

Тот нередкий случай, когда само название (blowoff – сдувать) объясняет суть вопроса. На самом деле всё просто: в магистраль между холодной (компрессорной) частью турбины и впускным коллектором врезается самый обычный предохранительный клапан. Как только давление в магистрали резко подскакивает и превышает критическое (когда мы резко сбросили газ, помните?) – он выпускает лишнее давление наружу. Банально на улицу, в подкапотное пространство. В этот момент и раздаётся тот самый сочный «пшик», который мы все привыкли узнавать по всяким «Форсажам» и подобным картинам. А вот наглядная схема расположения этого клапана (кстати, там же есть и вестгейт):

фото: yandex

Байпас – замыкаемся в себе

Байпас (bypass – обходной путь) служит ровно той же цели – предохранять впускной тракт от переизбытка воздуха, но алгоритм работы у него чуть другой. Находится он в том же месте что и блоу-офф, но отводит лишний воздух не в атмосферу, а снова в контур. А именно, на вход турбины. Получается своего рода замкнутый круг, когда воздух остаётся в системе, но тем не менее, его давление в момент открытия байпаса уменьшается: излишки поступают в пространство перед турбиной. Это понятно из нижеприведённой схемы:

Читайте также:  Регулировка сцепления ваз 21214 инжектор своими руками пошаговая инструкция

фото: yandex

Зачем два варианта?

И здесь пытливый читатель снова вправе задать резонный вопрос: зачем усложнять систему байпасом (ведь это дополнительная воздушная магистраль), когда можно просто «сливать» лишнее давление наружу? Отвечаю: во-первых, байпас тише. Некий звук при резком сбросе газа различить можно, но он всё равно несравнимо тише блоу-оффа. Согласитесь, далеко не каждый автовладелец придёт в восторг от ежедневной какофонии громких свистяще-шипящих звуков из-под капота.

Блоу-офф. Выпускает воздух на улицу. (фото: motorz.tv)

И во-вторых, ещё раз повторю ключевой момент: с байпасом воздух остаётся в системе. То есть, тот его объём, что прошёл через расходомер (ДМРВ), находящийся обычно сразу после фильтра, не изменяется. А значит, не изменятся и параметры топливо-воздушной смеси, которые компьютер вычисляет, основываясь на этих данных. В случае же с блоу-оффом, уже посчитанный датчиком объём воздуха меняется, так как blow-off часть его стравил наружу. Кстати, именно поэтому на подавляющем большинстве турбомоторов для приготовления смеси вместо ДМРВ (датчик массового расхода воздуха) используется ДАД (датчик абсолютного давления). Второй не считает изначально прошедший через него объём воздуха, а измеряет его давление в контуре по факту на данный момент времени. Но это уже совсем другая история.

Байпас. Перепускает воздух из трубы на дроссель (вертикальная) на вход турбины после фильтра (горизонтальная гофра). (фото автора)

Источник

Ремонт неисправностей клапана Вестгейт (WestGate)

Вестгейт (WestGate) — это перепускной клапан, сбрасывающий давление выхлопных газов на входе турбины в выпускной коллектор.

Свист турбины и ухудшение разгона, дребезжащие звуки при глушении мотора — эти признаки могут появиться, если актуатор неправильно настроен или вышел из строя. Длительная езда со сломанным клапаном управления приводит к серьезным поломкам системы наддува. Поэтому обслуживать узел нужно своевременно.

Именно актуатор защищает силовой агрегат и всю систему наддува от возможных перегрузок, а также поломок. Этот узел необходим для сброса избыточного давления, возникающего внутри ТКР, когда турбомотор набирает высокие и максимальные обороты.

В нашем автосервисе можно произвести диагностику неисправностей актуатора, ремонт клапана Вастгейта (WestGate) турбины. Замену манжеты актуатора. Ремонт обрыва штока. Настройку клапана управления и чистку клапана управления турбиной.

Монтируется актуатор до улитки — в выпускной коллектор. Срабатывает механизм только, когда давление выхлопа слишком возрастает. Открываясь актуатор перенаправляет часть отработанных газов в обход крыльчатки улитки. Это позволяет снизить интенсивность чрезмерно раскрутившейся турбины.

Ауди (Audi) ремонт клапана Вастгейта (WestGate)

Вакуумный, электронный и гибридный тип актуатора

  • В структуре электронного актуатора турбины есть свой блок управления, а также электромотор. Мотор двигает шток, открывающий клапан овербуста.
  • Вакуумный актуатор дополнительно управляет изменяемой геометрией. Он открывает и, когда необходимо, закрывает клапан вестгейта. Агрегат срабатывает, если давление газов становится избыточным.
  • Существуют также гибридные актуаторы турбины. На управляющем входе они дополнительно имеют воздушный редуктор.

Конструкция клапанов управления ТКР может немного отличаться, в зависимости от вида устройства. Основные комплектующие: корпус, рычаг, управляющий порт, диафрагма и пружина

Корпусная деталь актуатора разделена мембраной на камеру, из которой выдвигается подпружиненный шток механизма, а также камеру, впускающую воздух.

Принцип работы актуатора турбины

Сам принцип функционирования агрегата прост. Когда машина набирает разгон, турбомотор работает на высоких оборотах. Увеличивается количество выхлопов, попадающих в горячую улитку. Собравшиеся газы начинают сильнее раскручивать крыльчатку вместе с валом. Внутри впускного коллектора формируется давление. Оно способствует запуску воздушного потока в камеру сгорания ДВС.

Далее скорость оборотов турбинного колеса еще больше возрастает, выхлопа становится слишком много. Актуатор открывает заслонку обходного клапана, чтобы вывести лишние отработанные газы.

Вакуумный тип регулятора срабатывает, когда на мембрану начинает воздействовать избыточное давление. Пружина внутри корпуса актуатора сжимается, что приводит в движение подпружиненный шток и открывает перепускной канал.

В электронных модификациях специальные датчики собирают информацию о расходе воздуха, детонации, давлении в выпускном коллекторе. Собранные данные отправляются в ЭБУ, откуда актуатор и получает команду открыть электромагнитную заслонку. Закрывается клапан только, когда раскрутился воздушный насос.

Как проверить актуатор турбины

Работоспособность актуатора турбины можно проверить несколькими способами: без демонтажа и со снятием узла. Лучше механизм демонтировать, так удобнее обследовать деталь на наличие ржавчины.

Во время проверки следует тщательно осмотреть корпус клапана управления турбиной. Вмятины и другие повреждения могут повлиять на ход штока. Если шток не будет доходить до верхнего положения, мощность турбины упадет.

Когда актуатор снят, в первую очередь вы должны проверить основание штока. Коррозии там быть не должно. Если она есть, значит и внутри деталь будет ржавой. Без чистки шток может заклинить.

Для проверки мембраны актуатор приходиться демонтировать. В вакуумном клапане шток заходит внутрь. Часто эти клапаны ставят на турбину спринтера объемом 2,2 л. Самостоятельно такой тип клапана проверить довольно просто:

  • Штоком упираемся в твердую поверхность и надавливаем на актуатор
  • Когда шток задвинется до упора, с противоположной стороны закрываем пальцем входное отверстие
  • Перестаем вдавливать шток
  • Держим палец на отверстии 10-20 секунд
  • Открываем входное отверстие
Читайте также:  Когда банк идет к коллекторам

Если во время проверки шток самостоятельно вышел и шипящего шума не было слышно, значит мембрана актуатора нормально функционирует.

Работающий на давление актуатор проверить сложнее, так как его шток выходит наружу и внутри установлена слишком жесткая пружина. Некоторые автолюбители проверку производят при помощи воздушного пистолета. Во входное отверстие потихоньку дуют воздухом с небольшим давлением. Резкая подача недопустима, так как можно порвать мембрану. В исправном клапане шток должен начать двигаться, а корпус не сифонить.

Признаки неисправностей актуатора

Понять, что актуатор сломался можно по изменившемуся цвету выхлопа. Часто появляется свист турбины при разгоне и другие признаки. Спровоцировать поломку узла способны многие факторы, только тщательная проверка поможет выявить истинную причину.

Признаки поломок клапана управления турбиной

  • Перерасход топлива – из-за неисправного актуатора горючее не догорает, и некоторая его часть выбрасывается через впуск.
  • Нестабильность давления наддува – при засорении регулятора автомобиль набирает разгон рывками, также он и замедляется.
  • Засор или повреждение комплектующих электронного регулятора – происходит, если из строя выходит воздуховод. Иногда причина кроется в клапане EGR или забитом воздушном фильтре. Выпускной коллектор и поршневая группа тесно связаны между собой. Поэтому при поломке одной системы, неполадки возникают и в другой. Страдает от этого и геометрия, а также вся механическая часть наддува.
  • Сбои в работе мотора – когда актуатор заклинил, образовывается критический уровень давления. На панели приборов будет постоянно срабатывать лампочка-предупреждение.
  • Износ зубьев на шестернях привода – появляются сложности с закрытием/открытием актуатора.
  • Поломка деталей, а также рабочих узлов электромотора – створка работает некорректно, и вся система функционирует со сбоями. Тут уже необходима детальная проверка всех комплектующих системы турбонаддува.

Если появились вышеописанные признаки, нужно срочно проверить актуатор и другие компоненты системы наддува. По результатам проверки уже решать, что делать — выполнять ремонт или полностью менять клапан.

Ремонт и регулировка актуатора турбины

Работоспособность актуатора проверить самостоятельно может каждый автовладелец, а вот с его ремонтом в кустарных условиях не все так просто. Не у всех автолюбителей имеется необходимое оборудование под рукой, поэтому часто узел меняется полностью на новый.

Замена манжеты актуатора

Со временем любая мембрана изнашивается. Починке запчасть не подлежит, ее необходимо полностью менять. Перед установкой новой манжеты следует обезжирить поверхности. После этого деталь с помощью специального клея наклеивают на корпус. Между колпачками нужно создать зазор.

Сама мембрана крепится посредством клея. По всей окружности актуатор завальцовывают. Далее механизм настраивают и выполняют проверку.

Ремонт обрыва штока

Чтобы проверить шток, его нужно попробовать переместить относительно корпуса. Если он болтается и без усилия входит и выходит, значит произошел его отрыв от рабочей тарелки. Самостоятельно вряд ли получится выполнить ремонт, так как деталь нужно будет растачивать на токарном станке.

Алгоритм починки обрыва штока:

  • На корпусе делают метку и развальцовывают его на 2 части.
  • Срезают старое крепление тарелки со штока.
  • На токарном станке подготавливают новое посадочное место для крепления.
  • Монтируют рабочую тарелку, расклепывая через шайбу.
  • Закрепляют тарелку на штоке.
  • Шток с тарелкой устанавливают в актуатор.
  • Прикрепляют мембрану.
  • Устанавливают верхнюю часть корпуса по подготовленным заранее меткам.

В конце корпус следует завальцевать, проверить герметичность собранного актуатора и выполнить его регулировку.

Настройка клапана управления

После ремонта обязательно должна выполняться проверка и последующая регулировка актуатора. Без правильной настройки может ощущаться недодув, а также дрожание системы турбонаддува, появляющееся во время остановки двигателя или перегазовки на нейтрали.

Самый простой и доступный способ регулировки – установка новой более упругой пружины. До срабатывания клапана она увеличит давление.

Действенным методом является монтаж буст-контроллера. Он меняет фактическое значение давления, самостоятельно выпуская некоторую часть воздуха. Такое устройство способно уменьшить нагрузку на сам актуатор.

Настроить узел поможет также настройка конца регулятора. Чтобы сократить тягу и обеспечить более плотное прилегание заслонки его следует подтянуть. Если он послаблен, то тяга будет удлиненной и крыльчатка из-за этого долго раскручивается.

После регулировки актуатора выполняют проверку, чтобы убедиться в работоспособности узла. Для этого запускают турбомотор и слушают, как он работает на разных оборотах. При этом свиста или других посторонних звуков не должно быть.

Чистка клапана управления турбиной

Иногда актуатор перестает работать по причине засорения. В камере механизма создается вакуум, нарушение герметичности корпуса провоцирует подсос воздуха. В корпус засасывает частички масла, пыль и влагу. Затягивает мусор внутрь и через втулку штока.

При засорении обязательно нужно почистить актуатор. Иначе мелкий мусор разрушит мембрану, а влага спровоцирует развитие коррозии корпуса. Постепенно ржавчина «съест» и пружину.

В сервисе чистку производят после полной проверки и разборки актуатора. Шток, корпус и рабочую тарелку очищают механическим способом. Также выполняется продувка комплектующих сжатым воздухом. В завершении элементы клапана помещают в ультразвуковую ванну. Далее производится сборка, проверка и установка агрегата на турбину.

Источник

Поделиться с друзьями
АвтоМотоВики