Что такое Блоу офф
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 (blow–off – 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:
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)
Блоу-офф и байпас: внятно о сути и отличиях
Уверен, что каждый, кто хоть немного интересуется устройством автомобиля (и уж тем более, тюнингом) хоть раз да слышал эти слова. Давайте кратко разберём, что же это за устройства и для чего нужны. Но для начала, чуть-чуть теории.
В современном автомобилестроении наличие турбонаддува даже на бюджетных моделях стало правилом хорошего тона. Если читателю в принципе непонятно, что за турбонаддув и зачем он нужен – читаем эту статью , где я всё максимально-понятно объяснил. Если здесь вопросов нет – идём дальше. Так вот, турбина исправно нагнетает давление по запросу двигателя при высокой нагрузке. Но у этого давления должен быть предел. Регулируется он, как я уже рассказывал, вэйстгейтом , но это ограничение максимального давления в процессе разгона. А что делать если, к примеру, вы в пол топтали газ, а на дороге внезапно появилось препятствие. Конечно нужно жать тормоз! И обороты двигателя при этом сбрасываются. Но турбина – штука довольно инертная, и какое-то время ещё продолжает активно крутиться, нагнетая воздух. А в двигатель он уже попасть не может – дроссель-то закрыт! (т.к. педаль газа отпущена)
Что же делать, чтобы ничего не “порвало”?
А вот на этот случай и придумали блоу-офф с байпасом. Давайте рассмотрим обе схемы.
а) Блоу-офф ( blow-off ) – это по сути обычный клапан, настроенный на открытие от определённой силы давления. Располагается в магистрали подачи воздуха от интеркулера до дросселя. При резком повышении давления на этом участке (о чём я написал выше), подпружиненный клапан открывается и излишки давления просто стравливаются на улицу, в подкапотное пространство. Именно в этот момент можно слышать так всеми любимый “пшик”, которым бравируют заряженные турбомашины.
б) Байпас ( bypass ) представляет собой ровно то же самое с одной лишь разницей. Излишки воздуха он стравливает не на улицу, а обратно в систему. А именно – на вход турбины, в патрубок от воздушного фильтра.
Принципиальное отличие двух систем в том, что первая реально убирает лишний воздух из контура подачи, тогда как вторая является лишь своеобразным буфером, и перепускает его на второй круг (отсюда и название: “байпас” – обходной путь). И тем не менее, на серийных авто почти всегда применяется вторая схема. Во-первых, она тише. Ведь не все такие гонщики от бога как вы, и маме, отвозящей детей в школу или дяде Васе, едущему свои честные 85 в левом ряду на дачу, эти спортивные понты задаром не нужны. А во-вторых, это позволяет избежать “недостачи” уже подсчитанного массметром (он же ДМРВ) воздуха на впуске.
Надеюсь, кому-то будет полезно!
Всем герметичных впусков и сочных пшиков!
Как работает электронная система Blow Off
Blow Off или продувочный клапан (ДФ ), клапан сброса давления или компрессора байпасный клапан ( ОЦК ) представляет собой систему сброса давления и присутствует в большинстве турбированных двигателей. Его основная цель – снять напряжение с турбонаддува при внезапном выпуске дроссельной заслонки.
Для чего нужен Blow Off
Перепускной клапан компрессора (CBV), также известный как клапан сброса давления или распределительный клапан, представляет собой многокомпонентный вакуумно- регулируемый клапан, предназначенный для выпуска давления в системе впуска транспортного средства с турбонаддувом при поднятии или закрытии дроссельной заслонки. Это давление воздуха снова циркулирует обратно в негерметичный конец впуска (перед турбонаддувом), но после датчика массового расхода воздуха .
Типичный клапан сброса поршня , используемый в автогонах . В отличие от продувочного клапана, этот воздух не выходит в атмосферу. Маленький шланг сверху – это подача от впускного коллектора
Выпускной клапан (иногда «hooter valve» или BOV) выполняет ту же задачу, но высвобождает воздух в атмосферу, а не рециркулирует его. Этот тип клапана обычно является модификацией послепродажного обслуживания.
Эффект выдувания дает ряд отличительных звуков шипения, в зависимости от дизайна выхода. Некоторые продувочные клапаны продаются с выходом в трубу, который намеренно усиливает звук. Некоторые владельцы транспортных средств с турбонаддувом могут приобрести дренажный клапан исключительно для слухового эффекта, даже если функция не требуется при нормальной работе двигателя. Моторные виды спорта, управляемые FIA , заставили незаконно выпускать несмываемые продувочные клапаны в атмосферу.
Когда дроссельная заслонка открыта, давление воздуха на обеих сторонах поршня в продувочном клапане равно, и пружина удерживает поршень.
Клапаны с раздувом используются для предотвращения перегрева компрессора, которое легко возникает при подъеме дросселя ненаправленного двигателя с турбонаддувом. Произведенный звук называется турбо флаттером (иногда используется сленговый термин «choo-choo»). Когда дроссельная заслонка на двигателе с турбонаддувом закрывается, воздух высокого давления в системе всасывания захватывается дросселем, а волна давления возвращается в компрессор, возникающее столкновение волн давления создает эффект, подобный кавитации, создавая уникальный шум.
Blow OFF – принцип работы
Дренажный клапан соединен вакуумным шлангом с впускным коллектором после дроссельной пластины. Когда дроссель закрыт, относительное давление в коллекторе падает ниже атмосферного давления, а результирующий перепад давления управляет поршнем клапана продувочного клапана. Избыточное давление турбонагнетателя затем выбрасывается в атмосферу или рециркулируется в впускное отверстие вверх по потоку от входа компрессора.
Недостатки установки клапана Blow OFF
В случае, когда используется масляный датчик воздушного потока (MAF) и расположен выше по потоку от выпускного клапана, блок управления двигателем (ECU) будет впрыскивать избыточное топливо, потому что атмосферный воздух не вычитается из измерений расхода всасывания. Затем двигатель затем работает с обогащенной топливом смесью после каждого срабатывания клапана.
Когда дроссель закрыт, в коллекторе образуется вакуум. Это в сочетании с сжатым воздухом турбокомпрессора перемещает поршень в клапане вверх, высвобождая давление на входе в турбину (Recirc.) Или в атмосферу (BOV).
Богатое перемешивание может привести к колебаниям или даже остановке двигателя при закрытии дроссельной заслонки, что ухудшается при более высоких давлениях форсирования. Случайные события этого типа могут быть только неприятностью, но частые события могут в конце концов заглушить свечи зажигания и разрушить каталитический нейтрализатор , так как неэффективно сгоревшее топливо вырабатывает сажу (избыток углерода) и несгоревшее топливо в потоке выхлопных газов, может производить сажу в конвертере и привод преобразователя превышает нормальный рабочий диапазон температур. 
Альтернативный способ использования как MAF, так и продувочного клапана состоит в том, чтобы MAF располагался вниз по потоку между промежуточным охладителем и дроссельной пластиной. Это известно как Blow-through, а не традиционная сквозная настройка. Следует соблюдать осторожность относительно положения MAF, чтобы предотвратить повреждение чувствительного элемента. Например, на двигателе SR20DET MAF должен быть не менее 12 “(30 см) от дроссельной заслонки, а выпускной клапан должен быть 6” (15 см) от датчика MAF. При использовании метода сквозной продувки MAF не будет зависеть от открытия выпускного клапана, когда давление будет выпущено до того, как воздух достигнет MAF. 
Один из подходов, используемых для смягчения проблемы, заключался в уменьшении давления наддува, что уменьшает требуемый объем вентиляции и дает меньше затрат на чрезмерный расчет ECU. Воздух также может быть рециркулирован обратно во впуск, типичная установка для автомобилей с датчиком MAF выше по течению. Ситуацию можно также исправить, переключив систему учета топлива на датчик абсолютного давления коллекторов , преобразование, которое обычно требует совместимого ECU или контрольного топливного контроллера. Датчик MAP постоянно контролирует абсолютное давление в коллекторе и будет правильно определять изменение, которое происходит, когда клапан вентилирует, позволяя ECU соответственно снизить расход топлива.
Источники:
http://matador.tech/articles/cto-psikaet-v-sportivnyh-masinah-izucaem-blou-off-bajpas-i-vestgejt
http://zen.yandex.ru/media/id/5ace229f830905913c2e123d/5cfd5e10254b9f00af8a8cbf
http://inomarki-remont.ru/blow-off.html
