какие датчики нужны на турбовый автомобиль
Как контролируется надув, и как прибавить 20% мощности к Вашему турбомотору
Всем привет, давно не писал по делу. Сегодня хочу Вам рассказать о различных системах контроля надува в турбо системе мотора. Но для начала, очень коротко о самой турбине и как она работает. Турбина или точнее турбокомпрессор состоит из двух частей – из самой турбины (горячая часть) и компрессор (холодная часть)
Вот так выглядит турбокомпрессор
1. Вход в турбину выпускных газов (из выпускного коллектора)
2. Вход в компрессор свежего воздуха
3. Выход из турбины горячих газов в систему выпуска
4. Выход из компрессора сжатого воздуха
Принцип очень простой отработанные газы, попадая в турбину, раскручивают крыльчатку (лопатки) которая имеет одну ось с лопатками компрессорной части. Крыльчатка компрессора всасывает свежий воздух и под давлением (создает надув, избыточное давление) направляет сжатый воздух в интеркулер, где он охлаждается и потом поступает в камеру сгорания. Вот и все.
Но сегодня я бы хотел более подробно остановится о принципах, видах контроля надува. Последнее время мне часто попадались споры о том, что лучше 2 портовый или 3 портовый соленоид и т.д. Лично я даже, не понимаю сути этих споров. Моя цель рассказать Вам, как все это работает, а Вы потом сами решите, что лучше.
Надув контролируется регуляцией выпускных газов в горячей части турбокомпрессора (турбине). Для этого в ней есть специальный клапан, дверка или вестгейт
Если дверка закрыта, то все газы попадают на лопатки, если этот клапан (на фото valve) открыть то часть газов, направится в систему выпуска, минуя крыльчатку и тем самым снизится скорость вращения лопаток, что соответственно приведет к понижению давления. Все гениальное, очень просто. И вот здесь начинается самое интересное, а именно, как производится регулировка открытия и закрытия вестгейта.
Для этих целей используется актуатор (на фото wastegate Actuator), если его шток выдвигается, то он открывает вестгейт Для качественной настройки системы регулирования вестгейтом необходимо установить правильный преднатяг. Для этого, у большинства хороших актуаторов, используется шток с изменяемой длиной
(это кстати мой любимый актуатор)
В нутрии актуатора есть возвратная пружина. Если ее не будет, то давление выпускных газов в турбине сразу откроют вестгейт и мы не сможем создать избыточное давление (буст). Обычно в стоке (если у машины максимальное давление около 1 бара) пружина устанавливается на 0.6 бара. Расмотрим на различных примерах
При таком подключении (на актуатор подается давление, источник должен быть до заслонки, чем ближе, короче трубка, тем лучше) надув будет контролироваться жесткостью пружины актуатора. Если мы уберем источник давления на актуатор (заглушим трубку) то надув будет максимально возможный (очень большой)
Как мы можем увеличить надув, есть много вариантов. Один из хорошо себя зарекомендовавших это установка в актуатор пружины под планируемый надув, работает великолепно. Этот вид подключения можно использовать, как при установке турбокомпрессора на атмосферный мотор, так и при желании улучшить характеристики стандартной системы контроля с помощью соленоида. Очень просто, подберите пружину или актуатор с жесткостью пружины для планируемого Вами максимального надува, Подключите как на выше указанном примере. Трубки, идущие к соленоиду заглушите, а сам соленоид оставьте подключенным к разъему (или можете заменить на сопротивление 10 кОм)
Самое главное, Вы должны понять принцип, а он очень простой. В выше указанном примере давление контролируется пружиной актуатора. Если мы отсоединим от источника давления, то сможем увеличить надув в 2 раза (возможно). В таком случае без помощи дополнительного давления на мембрану актуатора будет необходимо создать намного больше обратного давления в системе выпуска, для открытия вестгейта.
Принцип ясен, уменьшая подачу давления на актуатор, мы увеличиваем силу необходимую для открытия вестгейта и тем самым увеличиваем надув, избыточное давление или буст.
Скажем у Вас пружина на 0.6 бара и Вы решили поднять давление до 0.9 бар, что можно для этого сделать. Вот несколько вариантов
Установка рестриктора. Чем меньше будет диаметр рестриктора, тем меньше будет подаваться давления на актуатор, и тем больше мы сможем получить избыточное давление (надув). Какой диаметр рестриктора? Необходимо подбирать, скажем, где-то между 1.5 мм – 0.8 мм.
Если для Вас это слишком сложно, то можете использовать следующий вариант
Обыкновенный ручной (мануал) буст контролер. В принципе это регулируемый рестриктор, не более. Зажимаем, уменьшаем диаметр, уменьшаем давление на актуатор – понимаем давление турбины и наоборот.
Это мы рассмотрели возможные механические варианты регулирования надува. Конечно, большинство современных моторов с турбонадувом используют электронную систему управления. Предлагаю рассмотреть основные, с использование электронного соленоида 2 или 3 портового. Соленоид, это электромагнитный клапан, который регулируется ЭБУ.
Основные схемы подключения
С 2-х портовым соленоидом
С 3-х портовым соленоидом
Теперь более подробно
Порт 1 – источник давления
Порт 2 – возврат в систему впуска (после МАФ сенсора)
Порт 3 – подключается к актуатору
Если соленоид закрыт, то в таком случае порт 1 и 2 соединены между собой, на актуатор нет подачи, и как следствие мы можем ожидать максимальный надув.
Если соленоид открыт, то порты 1 и 3 соединены, надув контролируется пружиной актуатора.
ЭБУ меняя дюти сайкл соленоида, перераспределят подачу между портами 2 и 3.
Теперь рассмотрим варианты с 2-х портовым соленоидом
Bleed Style Boost Controller
Достаточно узкий диапозон контроля надувом соленоидом, но очень точный. Taкая система контроля эффективно работает только с рестриктором, если Вы не можете добиться необходимого Вам надува, то для увеличения буста, просто уменьшите диаметр рестриктора, только очень аккуратно
Если соленоид закрыт, то система работает по размеру рестриктора и пружине актуатора
Если клапан, соленоид открыт тот система будет иметь максимальное давление. Максимальное значение в большей степени зависит от диаметра рестриктора
И последний (мой любимый вариант), так же с использованием 2-х портового соленоида. Очень широкий диапазон контроля надувом с помощью соленоида
Interrupt Stule Boost Controller
Если соленоид открыт, то надув контролируется только пружиной актуатора
Если соленоид закрыт, то будет достигнуто максимальное значение надува.
Мы рассмотрели основные варианты используемые для контроля надува в системах с турбонагнетателями. Теперь я подскажу Вам, как можно безопасно, эффективно повысить мощность Вашего турбомотора на 20%.
Очень просто. Для этого необходимо поменять систему выпуска Вашего автомобиля на более эффективную, большего диаметра, без катализатора или с заменой на спортивный. Главное понизить обратное давление в системе выпуска. Следующее, желательно установить холодный впуск (как его сделать я уже писал) или хотя бы более эффективный фильтр в стандартный фильтр бокс.
После этого Вы можете безопасно повысить надув Вашего турбонегнетателя на 10-15% и получите, как минимум прибавку мощности 20%. Как поднять буст Вы теперь знаете, все в Ваших руках. Да и последнее, не пытайтесь изменить надув на автомобиле в котором система контролируется ЭБУ с использованием соленоида. Для этого надо перевести в механическую систему контролем надува, а сам соленоид, чтобы ЭБУ не выдавал ошибку оставить просто подключенным к разъему или впаять сопротивление.
И главное, нет необходимости прибегать к услугам различных ателье, мастеров занимающихся пошивом прошивок для ЭБУ. В этом нет необходимости. Нет это не значит, что не надо настраивать мотор, конечно качественная настройка на порядок улучшит характеристики Ваше автомобиля.
какие датчики необходимо установить и какую марку выбрать…
Какие датчики установить на турбовую машину. Мое мнение следующее.
1. Датчик буста. Я думаю нет необходимости пояснять, зачем нужен этот датчик.
2. Датчик ЕГТ (exaust gas temperature, кратко EGT или ЕГТ, температура выхлопных газов). Измеряет температуру выхлопных газов. Для мотора известна оптимальная температура выхлопа при нагрузке (она зависит от топливной смеси, угла зажигания и давления турбины). Пример использования прост, начинает умирать бензонасос, проблема с форсунками или с давлением топлива или вы заправились некачественным бензином, то сразу же будет расти ЕГТ. В случае наличия датчика можно спокойно добраться до сервиса и за минимальные деньги решить проблемы, когда такого датчика нет…то приводит обычно к дырке в поршне, а это уже капитальный ремонт мотора.
3. Давление топлива. Очень важный датчик, показывает давление топлива, а также можно понять, есть ли просадка топлива, исправно ли работает бензонасос. Обычно все пренебрегают установкой этого сенсора, но я очень рекомендую его поставить, особенно на мощную машину. Очень актуальный прибор, особенно когда большинство бензонасосов подделывают в Китае или производят в Китае.
4. Широкополосная лямбда. Показывает топливную смесь. Крайне полезный показометр, особенно на машинах с расходомером воздуха (На Аристе основной расчет идет именно по расходомеру воздуха). При появлении любой дырочки в системе (все мы знаем насколько надежна система впуска на Эво / Тойоте, когда используются непонятно какие хомуты и дешевый китайский силикон), смесь очень сильно уползает, есть шанс угробить мотор. Зная смесь по некоторым контрольным точкам, глянув ее один раз в день, вы себя обезопасите от очень больших финансовых потерь. Про выбор широкополосной лямбды можно почитать в этом блоге.
5. Давления и температура масла. Если машина не ездит на кольце, не участвует в драге, то я не вижу смысла тратить деньги на эти сенсоры. Хотя на моей Аристе стоит температура масла, по причине того, что стоит большая турбина на масляном охлаждении (без водяного). И лучше быть предупрежденным заранее, если в жару начнет греться масло.
6. Температура масла АКПП. Крайне важный прибор, так как при перегреве масла умирает коробка. Зная температуру, можно сильно сэкономить денег, ну или не потратить их.
Теперь мое мнение про фирмы и бренды, а так же про удобства установки.
Самое дешевое решение, как многие начинающие владельцы делают, это поставить комплект совсем китайских датчиков, крайне не рекомендую такое делать по разным причине ненадежности этих показометров.
Более разумное, но дорогое решение — датчики и «показометры» Дефи или других японских брендов. При установке 2-3 датчиков это самое простое решение. Но если ставить полный комплект приборов, то на торпеде появляется целая грядка датчиков, которая порой просто мешает обзору.
Обычно ставят Дефи либо на торпеду, как и стояло на моей бывшей машине.
Либо можно было вынести часть приборов на стойку лобового стекла.
Какие датчики поставить?
И так свап на турбо в самом разгаре, и пришло время задумать о датчиках… По ходил по просторам интернета но так и не понял что же нужнее? И так субабратья подскажите, поделитесь опытом:
1. Какой фирмы датчики лучше?
2. Буду делать подиум для 3 датчика — какие 3 датчика самые важные? Самые нужные?
Мотор 205 в стоке, учавствовать в гонках не планирую…
Subaru Forester 2003, двигатель бензиновый 2.5 л., 170 л. с., полный привод, автоматическая коробка передач — другое
Машины в продаже
Subaru Forester, 2007
Subaru Forester, 2006
Subaru Forester, 2007
Subaru Forester, 2006
Комментарии 15
Дэпо 4в1 поставь, место сэкономишь. У меня давка и температура масла дефи. Дэпо давление турбины, давление топлива, температура охлаждающей жидкости и вольтаж. ЕГТ осталось воткнуть
А давление топливо то зачем?)
Ну не пропадать же месту на датчике))))
Буст давка и температура масла и егт
Да, 4 🙂 лучше так
Я поставил депо. Полгода стоят, пока проблем нет.
Спасибо за информацию)
выведи на пк все лучше, есть много вариантов фирм. почитай про meduza
P.S. губу бы такую заднюю ))
Про пк не задумывался) Спасибо за мысль.
P.S. губу могу изготовить! Обращаться в личку!
Темпер воды, темпер масла, егт.
Буст и давка масла — бессмысленные датчики. Т.к какая разница какая там давка масла? Главное чтоб не была ниже критической. Просто берешь датчик давки в стоковое место на большее давление (на килограмм или полтора, от митсу вроде) и все. Следишь за стоковой масленкой. Загорелась — суши весла и ищи причину. Нет — езди не парься десятками давления.
Буст — из разряда понтов. Если настроено все грамотно — то следить за давкой нужды никакой нет. А если что-то будет не так — жопомер подскажет, либо отсечка сработает.
А вот темпер воды, масла и егт — самые важные показатели при валилове, чтобы не развалить двигатель.
Тех. часть: Датчики. Какие и зачем?
Привет! Многие владельцы Субару знают, что моторы у нас достаточно капризные. Даже стоковые заводские версии часто кончаются на 20-40 тысячах километров, я уже не говорю о моторах тюнингованных.
Мой опыт показал, что сохранить мотор можно благодаря нескольким вещам:
— Контролю масла (пока писал пост о первом умершем моторе, увлекся и написал отдельную статью про масло. Кому интересно: Тех. часть: Почему важно следить за маслом?
— Отслеживанию состояния двигателя по датчикам
— Обслуживанию в правильном месте
Сегодня разберемся с датчиками.
Давление масла
У нас нет полноценного датчика, есть только индикатор критически низкого давления. Он загорается, когда давление падает ниже 0.2 бар, а реальное масляное голодание уже начинается при его падении ниже 1 бара. Именно поэтому этот индикатор часто называют «датчиком переборки», и если он загорелся — мотор уже поврежден. Стоковый датчик давления масла механический, как в жигули. Его нельзя перенастроить. Кто придумал поставить на мотор, у которого есть явные проблемы с масляной системой, такой датчик — не понятно. Имеем, что имеем. Раньше я думал, что если залить масло сразу как он загорелся — ты спасен. Но нет.
Поэтому настоятельно рекомендую ставить внешний датчик и следить за давлением. С его помощью вы своевременно увидите проблему не дожидаясь повышенного износа и поломок. Каким должно быть давление, зависит от:
— типа мотора
— месторасположения самого датчика (до мотора или после)
— его доработок и особенностей (наличие маслокулера, зазоры по вкладышам и тд.)
— масла (его густоты, температуры при замере и выработанности)
Обычно замеры проводят на прогретом до 90°С масле на холостых оборотах и на 4000 об/мин под нагрузкой. Идеальным способом понять именно ваши заветные цифры будет замер на свежесобранном моторе — это оптимальные значения. Если такой возможности нет — лучше проконсультироваться с мотористом, который ведет ваш автомобиль, ибо никто кроме него не даст верной и более точной информации. Не стоит полагаться на советы на форумах. У каждого свои показатели. Вот пример: у меня датчик стоит в самом конце, после мотора. На холостых оборотах, при температуре масла в 90-95°С, давление составляет 1.2-1.4 бара. Но если бы датчик был размещен перед мотором и показал такое же давление, это было бы причиной для срочного обращения в сервис.
Температура масла
Этого датчика у нас нет вообще, а он не менее важен, чем датчик охлаждающей жидкости и давления масла. При прогреве двигателя, например, температура масла является более важным показателем, чем температура ОЖ. Пока масло не нагреется хотя бы до 50°С, лучше не начинать движение: низкая температура = плохая текучесть = плохая смазка + запредельное давление. Все это может повредить мотор. Ехать же быстро не стоит до достижения маслом температуры хотя бы в 80°С. Температура ОЖ только косвенно говорит о прогреве и перегреве, не раскрывая всей картины.
Какой должна быть температура масла? Вопрос тоже индивидуальный. Уже не смогу сказать ничего о стоковом моторе. Это по прежнему зависит от доработок, месторасположения датчика, самого масла и тоже остается к обсуждению с вашим мотористом. Но еще раз приведу как пример свои показатели (датчик в самом горячем месте, установлен маслокулер и многое другое):
— 85-92°С: спокойная езда по шоссе
— 105-110°С: активная езда по городу и шоссе, либо в пробке в жару с кондиционером
— 120°С: трек, при достижении таких значений уже точно стоит отпустить газ
Если хочется мотор сохранить, то этот датчик если не необходим, то очень желателен. Покажет когда уже можно ехать после прогрева, объяснит почему в жару в пробке давление масла ниже обычных значений и не даст перегреть мотор при скоростной езде или на треке.
Температура охлаждающей жидкости
У нас в машине этот датчик уже есть. Начинает отклоняться от минимума, когда температура ОЖ превышает 40°С. При этом, стоит на середине примерно до 110°С, что уже совсем много, а дальше резко подрывается вверх. Пропустить его — элементарно. Грозит закипанием, взрывом стоковой пластиковой верхней части радиатора, уведенными ГБЦ и другими более серьезными повреждениями двигателя.
Температура может расти по разным причинам: неисправность, слишком высокая нагрузка на двигатель при активной или скоростной езде, пробка на жаре с кондиционером. Можно стараться внимательно следить за стоковым датчиком, но мне больше нравится вариант с внешним, вот почему:
— На 100°С я начинаю внимательно следить за температурой
— На 105°С я ослабляю нагрузку
— На 108°С я снижаю скорость до 80 км/ч или отключаю кондиционер
И все это абсолютно недоступно на стоковом датчике, потому что вы даже разницы не увидите между 90°С и 110°С, а с внешним уже бы сделали 3 действия, чтобы предотвратить перегрев. При этом, через разъем OBD информация о температуре от сенсора выводится абсолютно четко. Плохо работает именно сам датчик.
Здесь будет видео для примера.
Температура выхлопных газов
По этому параметру можно понять, как работает мотор. Датчик в заводскую комплектацию не входит.
От чего спасет? Слишком высокая температура выхлопных газов (Exhaust Gases Temperature, далее E.G.T.) = оплавление и прогар поршней, разрушение перегородок, трещины в цилиндрах.
Основной причиной высокого E.G.T. я считаю прошивку. Когда настройщик занимается вашим автомобилем, он правит огромное число параметров под различные условия работы мотора.
Первым делом поднимают давление турбины (далее Boost).
Воздуха стало больше, надо править качество смеси, то есть соотношение топлива и воздуха (Air to Fuel Ratio, далее AFR). Смесь стараются сделать идеальной для мощности на газу в пол и идеальной для экономичности на круизных режимах. Некорректная смесь = высокий E.G.T.
Далее, правятся углы зажигания. Экстремальные значения тут также = высокий E.G.T.
Помимо прошивки, есть и другие причины:
— топливный насос: если установлен недостаточно мощный, либо забился фильтр, смесь может быть слишком бедной, что также приведет к росту E.G.T.
— масло в камере сгорания = износ двигателя = высокий E.G.T.
— замена связанных комплектующих без перепрошивки, таких как: удаление катализатора, замена турбины и т.д. Хотя это тоже отнесится к прошивке.
— есть еще ряд причин, по которым это может произойти, но сейчас не о них
Установить датчик можно по-разному, вот самые популярные варианты:
— На патрубок выпускного коллектора 4-го цилиндра. Вроде хорошая идея, ведь этот цилиндр самый горячий. Но если случатся проблемы с другим цилиндром, их можно и не заметить.
— На аппайп. Это лучшее место, как по мне, так как вне зависимости от того в каком цилиндре случилась проблема, мы это сможем заметить. Мой сенсор Defi установлен именно здесь.
— На даунпайп. Вариант тоже неплохой, я бы его поставил на второе место после аппайпа. Тут температура уже поменьше, турбина забирает на себя ее часть, но проблему все же удастся разглядеть. Сенсор ставят сюда, если хотят сэкономить на нем деньги. Ставить дешевый китайский перед турбиной — страшно, так как он может ее разнести, если оторвется.
Как показывает моя практика, активная езда на шитой машине без такого датчика может привести к температуре E.G.T. до 1200°С, что неизбежно вылетит в сумму ремонта с 5 нулями.
В доработанных машинах, особенно с фронтальными интеркулерами, ставят отдельный сенсор температуры воздуха. Располагают его после интеркулера, для того, чтобы передавать в блок управления двигателем (коротко, как в Need for Speed: ECU) максимально точную информацию о температуре воздуха для формирования максимально подходящей смеси. Ведь после интеркулера воздух уже значительно холоднее. Как пример, автомобиль в одной конфигурации с датчиком до и после будет ехать по-разному и его мощность будет отличаться.
Качество смеси
Как мы уже выяснили, его называют AFR, а еще лямбда-зонд. Он присутствует в нашем автомобиле, хотя его показания никуда не выводятся. Датчик важный и нужный, по нему ECU определяет качество смеси и может ее корректировать. Загвоздка в том, что штатный датчик регистрирует значения соотношений от 12:1 до 16:1, что совершенно недостаточно для реального понимания наличия проблемы нами, так как показатели в 10:1 или 21:1, которые бы заставили нас отреагировать на качество смеси и предпринять какие-то действия, мы не увидим. Но этого вполне достаточно штатному ECU, так как при любом показателе меньше 12:1 или больше 16:1 он просто стремится привести смесь к норме в 14.7:1 всеми доступными методами. По этим причинам настройщики вкручивают широкополосный лямбда-зонд на время настройки: он дает значения в полном диапазоне и помогает определить насколько именно нужно откорректировать смесь.
Как показывает практика, ставить одновременно и датчик E.G.T. и датчик AFR нет особого смысла. В основном достаточно выбрать что-то одно. Из личного опыта, датчик E.G.T. дает более широкое понимание о происходящем. Пример: датчик E.G.T. покажет проблему и со смесью и с углами зажигания и с маслом в камере сгорания и с многими другими вещами в увеличенной температуре. Датчик AFR покажет только смесь.
Давление турбины
В простонародье «Boost». Параметр достаточно простой, но по нему можно увидеть, что ваша турбина недодувает или передувает (а значит что-то сломалось) и спасти мотор от «выдува» прокладок или от опасного E.G.T.
Детонация
Да, у нас такой датчик есть. Мы не видим как он работает, но можем его почувствовать. Он сам определяет наличие детонации и начинает посылать команды ECU изменить углы зажигания, чтобы этот эффект убрать. И посылает он такой сигнал до тех пор, пока детонация не прекратится. Когда ECU поправить углы зажигания, машина начнет тупить. Обычно это происходит когда залит плохой бензин, мотор раскален от активной езды, просто в жару или когда выезжаем из пробки и нажимаем в пол (о чем писал выше), но может происходить и из-за неисправностей разного рода, например, из-за изношенной поршневой, в результате чего в камеру сгорания будет попадать масло. Внешний датчик не нужен. Заводской вполне справляется со своей задачей.
Кстати, некоторые грамотные прошивки (не заводские естественно) выводят показания этого датчика на приборную панель: если двигатель начинает править углы, моргает чек. В этот момент лучше снять ногу с педали газа и этим помочь двигателю быстрее справиться с проблемой.
Подведу итог
Что-то уже есть в машине, и просто нужно вывести для удобства. Чего-то нет и стоит добавить.
Чем пользуюсь я:
— Температура воздуха (через разъем OBD)
— Температура выхлопных газов (через отдельный сенсор)
— Температура охлаждающей жидкости (через разъем OBD)
— Температура масла (через отдельный сенсор)
— Давление масла (через отдельный сенсор)
— Давление турбины (через разъем OBD)
О том, как удобнее мониторить все эти показатели расскажу в отдельной статье в бортовом журнале машины, так как нашел для себя нестандартное и удобное решение. Не спешите «сажать грядки».