Трех турбинный наддув, двигатель N57 BMW M 5.0D.
Примерно так работает трех турбинный наддув на двигателе N57 BMW M 5.0D.
Схема системы подачи воздушной массы (рециркуляция ОГ не показана)
1. Режим неполных нагрузок, обороты до 1800об/мин. – работает только одна малая турбина (С).
Положение исполнительных оргранов:
Заслонка 1 (байпасный канал большой турбины А) – ОТКРЫТА
Заслонка 3 (заслонка рециркуляции малой турбины Б) - ОТКРЫТА
Заслонка 4 (заслонка включения малой турбины Б (хол. часть) - ЗАКРЫТА
Заслонка 6 (заслонка включения малой турбины Б (гор. часть) - ЗАКРЫТА
Холодный воздух поступает сразу в малую турбину С, а затем через интеркулер 5 во впускной коллектор. По горячей части: отработавшие газы раскручивают только турбину С (заслонка 6 закрыта) а затем подкручивают большую турбину А, которая при этом не работает и не создают сопротивления, т.к. по холодной части ее вход соединен с выходом ( открыта заслонка 1).
2. При увеличении нагрузки и оборотов малая турбина оказывается не в состоянии обеспечить необходимый расход. Заслонка 1 закрывается. Теперь холодный воздух поступает в большую турбину первой ступени, предварительно раскрученную. Большая турбина А через промежуточный интеркулер (1ой ступени) 2 подает воздух на вход малой турбины С (теперь это – ступень 2 высокого давления). Затем через интеркулер 2ой ступени 5 воздух поступает во впускной коллектор. Заслонки 4, 6, включающие малую турбину В – закрыты.
3. При достижении частоты вращения 2800 об/мин. Подключается вторая малая турбина ступени высокого давления (В). На горячей части открывается заслонка 6. И теперь отработавшие газы сначала раскручивают турбины В, С, а затем большую турбину А. На холодной части заслонка 4 открывается, а заслонка 3 закрывается. Таким образом холодный воздух подается большой турбиной А (ступень низкого давления ) через промежуточный интеркулер 2 на вход двух малых турбин В, С (ступень высокого давления), а затем через общий интеркулер 5 во впускной коллектор.
Таким образом почти на всех режимах работы получаем ступенчатый наддув с промежуточным охладителем после ступени низкого давления.
Малые турбины В, С имеют изменяемую геометрию, турбина А – перепускной клапан Waste Gate.
На двигателях после 07.2012 заслонка 3 (рециркуляции турбины В) не устанавливается (как и в нашем случае - см. ниже).
Такая конструкция обеспечивает давление наддува ( избыточное давление во впускном коллекторе ) 2,8-2,9 Бар. Причем максимальные значения достигаются при полной нагрузке уже на оборотах около 1700-1800об/мин. ( по результатам тестовой поездки с регистрацией параметров работы ДВС после ремонта, фото-отчет о котором представлен ниже).
В нашей практике имел место эпизод с ремонтом развалившейся турбины №1 высокого давления в подобной системе на дизеле BMW M 5.0D (двигатель N57 с 3 турбинами на Е71). Поломка сопровождалась выбросом масла на впуск и выпуск, повреждением крыльчатки компрессорного колеса турбины №2(турбина В) ВД элементами развалившейся турбины №1 (турбина С). Интеркуллер 2ой ступени поймал куски разлетавшейся турбины на впуске и не допустил их попадания непосредственно в двигатель.
Вот картинки полученные в процессе сборки-разборки агрегата
Это собранный двигатель с турбинами (вид справа)
Тут турбины сняты
Вот вид сзади
Вид слева (впускной коллектор снят)
Из под капота
Всякие детальки от узла наддува
Вид справа. Новые малые турбины установлены, термоэкран снят.