Технологии Twinport и PDA ( Port DeActivation )

[mitis]

Что такое Twinport ?
Официальный сайт GM дает такое определение:
Остроумная технология, разработанная компанией Opel для бензиновых двигателей рабочим объемом до 1,6 литра с четырьмя клапанами на цилиндр, позволяющая экономить топливо. Управление геометрией впускного коллектора при помощи дроссельных клапанов, установленными в одном из двух впускных портов каждого клапана, а также высокая степень рециркуляции отработавших газов позволяют снизить расход топлива при обычных условиях вождения на величину до 10 процентов. В то время как при частичных нагрузках до 25 процентов рабочей смеси составляют отработавшие газы, максимальная мощность и приемистость двигателя при полной нагрузке остается неизменной.

Для начала заметим, что такая "остроумная технология" применялась в автомобилях Toyota еще 80 годах прошлого века. Система T-VIS (Toyota Variable Intake System) подозрительно похожа на разработку фирмы Opel, примененную в двигателе Z16XEP, которую сначала называли PDA (Port DeActivation). Но видимо слово deactivation навевало покупателей на грустные мысли и было решено заменить название на загадочное Twinport.

В чем суть технологии и зачем она нужна.

Дело в том что трудно создать одинаково хорошие условия для приготовления топливо-воздушной смеси во всем диапазоне оборотов и нагрузок двигателя. Конечно инженеры разработчики стараются спроектировать впускной тракт двигателя так что бы достичь максимальных результатов и по мощности и по экономичности. Но это к сожалению взаимоисключающие целевые установки. Одной из проблем, с которой встречаются разработчики, это низкая скорость воздушного потока , направляемого в цилиндры. Из за этого смесеобразование происходит не достаточно качественно, что приводит к худшему сгоранию смеси. Если уменьшить сечение впускных каналов , то скорость конечно увеличится, но на высоких оборотах уменьшенные каналы не смогут предоставить нужного количества воздуха. Отсюда родилась идея сделать впускной тракт с изменяемой геометрией, в зависимости от нагрузки и оборотов. Эта идея была реализована в двигателях, имеющих два впускных клапана (двойной порт - twin port ), следующим образом. Один из впускных каналов перекрывается заслонкой на режимах частичных нагрузок и уменьшает общее сечение впускного канала. На режимах полных нагрузок заслонка открывается и мотор дышит в полную силу. Заслоночка ставятся непосредственно у одного из впускных клапанов (т.е. 4 цилиндра - 4 заслонки). Это создает дополнительный вращающий вектор и смесь завихрятся в цилиндре. Это так же создает предпосылки для лучшего смесеобразования.


Теперь уместно было бы вспомнить тот факт, что одним из способов улучшить топливную экономичность, является направление части выхлопных газов обратно в цилиндры. Это не уменьшает мощность двигателя, но улучшает его экономичность и детонационную устойчивость смеси. Этим занимается система EGR , которая представляет из себя клапан , открывающийся при достижении определенных оборотов. На малых оборотах открывать клапан для выхлопных газов не желательно как раз по причине плохих условий для приготовления смеси. Но с внедрением системы Twinport эти условия резко улучшились и появилась возможность открывать клапан EGR раньше и пропускать большую долю выхлопа обратно в цилиндры. Именно тут кроются те 6% топливной экономичности, которые отделяют двигатель Z16XE (без Twinport) от Z16XEP (c Twinport). Причем, что важно, экономия происходит в режиме частичных нагрузок, то есть в режиме городской езды.

Как работает Twinport.

Все заслонки во впускных каналах одновременно управляются вакуумным регулятором (2), через приводящую тягу (4). В свою очередь вакуумный регулятор управляется от блока управления двигателем, который и принимает решения в зависимости от нагрузки и оборотов. Контроль исполнения команд и реального положения заслонок возложен на датчик (5), который отслеживает положение приводящей тяги и угла поворота заслонок. Таким образом, считывая показания датчика , можно делать выводы о работоспособности системы в целом.


С 2006 года, для двигателей Z 10 XEP, Z 12 XEP и Z 14 XEP, датчик положения вихревых заслонок не устанавливается. Датчик служил для выдачи в систему управления двигателем сигнала обратной связи о положении управляющей заслонки.

Из-за отсутствия датчика определить положение управляющих заслонок с помощью системы TECH 2 становится невозможным. С 2006 года неправильное положение управляющей заслонки может быть установлено только по жалобам клиентов или в ходе пробной поездки следующим образом:

1. Автомобиль двигается рывками в режиме частичной нагрузки

Управляющая заслонка заблокирована в открытом положении
2. На полном газу перестала развиваться полная мощность
Управляющая заслонка заблокирована в закрытом положении
P.S. Очень часто систему Twinport путают с системой изменения длинны впускного коллектора. Действительно обе системы относятся к классу систем изменения геометрии впускного тракта. Принципиальная разница состоит в том , что в twinport изменяется сечение канала, а в другом случае длинна. Устройство изменения длинны реализовано например в Z18XER. Так же иногда Twinport путают с системой изменения фаз газораспределения CVCP (Continuous Variable Camshaft Phasing). Это две совершенно разные системы, использующие различные принципы управления смесеобразованием. Система CVCP реализована в двигателях Z18XER и Z16XER. Система Twinport реализована в Z16XEP, Z16XE1 , Z14XEP , Z10XEP

© AutoPro

Реализация Twinport (PDA) в Z22YH

Несмотря на заверения представителей Opel, о эффективности twinport на моторах малого объема, это не помешало им внедрить аналогичную по принципам систему в двигатель Z22YH с непосредственным впрыском. Принцип там аналогичный, за исключением лишь одного момента. Если в "классической" конструкции завихряется при подаче в цилиндры, топливно-воздушная смесь, то в Z22YH завихрятся только воздух, а топливо впрыскивается непосредственно в цилиндр. Возможно поэтому для этого мотора вспомнили старый термин PDA (Port DeActivation), которым стали называть такую реализацию системы. Еще одним конструктивным отличием стал привод вихревых заслонок от сервомотора.



1. Возвратный канал для рециркуляционных газов.
2. Уплотнительное кольцо
3. Уплотнительное кольцо
4. Сервомотор управления вихревыми заслонками
5. Вихревая заслонка
6. Тяга привода залонок.
7. Корпус коллектора.

Реализация TWINPORT на двигателе Z16XEP

В моторе Z16XEP применена классическая схема Twinport . Вот как описывает ее автомастер с ником RS-232.

Я решил разобраться до конца в этом вопросе и надыбал этот узел твинпорта живьём....Сам коллектор состоит из двух частей-верхняя,предполагаю, и называется фланцем.В нём смонтированы:рампа форсунок(можно снять отдельно),заслонки(вот их снять без поломки вряд ли возможно-конструкция на вредных стопорах),пневмоклапан с электроклапаном (смонтированы в один узел,находится сбоку-можно демонтировать),далее соответственно ось привода заслонок и датчик положения(типичный ДПДЗ),стоящий отдельно.Разрежение подводится через вакуумную трубку.Нагара там в коллекторе-мама не горюй,а каналы подвода выхлопных газов от клапана рециркуляции вообще как забетонированные.....На ХЕР обнаружил интересную вещь.Выработка на оси заслонок самая сильная(яйцо) на ближней к пневмоприводу заслонке,тогда как на самой дальней её практически нет.

По мере износа механизма Twinport и нарушения калибровки граничных значений датчика, диагностируется ошибка P1113. Методы устранения этой проблемы описаны в статье Двигатель Z16XEP . Неисправность TWINPORT. ( установлен код P1113)

Реализация Twinport в Z16XE1

Конструкция Twinport в моторе Z16XE1 несколько отличается от конструкции этого узла в своем предшественнике Z16XEP. Был изменен весь узел впускного коллектора включая и Twinport. Теперь все вихревые заслонки находятся на одной оси (13) и приводятся в движение электропневматическим управляемым приводом (12). Датчик контроля перемещения заслонок располагается внутри привода , который вращает ось заслонок.


Twinport в двигателях LDC, LDD, LWD

Реализация идеи Twinport нашла свое оражение в некторых двигателях ECOTEC с 2010 года . Несколько изменилась конструкция механизма, но сама идея осталась без изменений. Twinport стал устанавливаться на этих моделях в дополнение к мехаизму управления фазами.

[radugnyi]

mitis, спасибо за полезную информацию.

OFF

Первый раз видишь человека, а он модератор

Это первый на форуме модератор, если память не изменяет

[Санта]

Вот опять.. А вы уверенны, что у нас именно Z а не А ?

[Bezdat]

Вот опять.. А вы уверенны, что у нас именно Z а не А ?

Если быть точным, A16XER (LDE)