Байпас что это в двигателе?

Что собой представляет байпас и зачем он нужен

Найти абсолютно довольных своим транспортом автовладельцев достаточно тяжело. Кто-то придирается к внешности своего четырёхколёсного друга, кому-то кажутся неоптимальными эксплуатационные характеристики персонального авто. Подобный подход вынуждает искать совершенства, модернизируя машину снаружи и в подкапотном пространстве. Обеспечить отличный результат в такой ситуации помогает хорошее знание теории. Поэтому для реализации имеющихся идей с коррекцией работы топливной системы стоит ознакомиться с функционированием байпасов и Blow-Off клапанов.

Применение байпаса.

В чём заключается принцип работы байпас системы

Узнать, что такое система с байпасом в машине, интересно будет автовладельцам, автомобили которых оборудованы турбонаддувом. Благодаря встроенным Blow-Off клапанам или байпасам подобная система способствует активному удалению избыточного объёма воздуха. Считается, что такой подход на первый взгляд противоречит принципам, закладываемым производителями гоночных авто и болидов, хотя в действительности эксплуатационные противоречия отсутствуют.

Важно! Необходимо учитывать, что во время процесса торможения топливная система практически мгновенно блокирует подачу топлива в цилиндры, а также параллельно осуществляется закрытие дроссельной заслонки, перекрывающей подачу воздуха.

Полностью остановить работу всех механических узлов в такой ситуации не удается. Даже при падении оборотов за счёт инерции происходит вращение (замедляющееся) турбонагнетателя. Далее помогут знания конструкции автомобиля, согласно которой нагнеталь располагается до дроссельной заслонки. Турбина способствует принудительному привлечению дополнительных объемов воздуха к цилиндрам. Он поставляется вплоть до полного заглушения мотора, а также работа осуществляется даже спустя небольшой промежуток времени после выключения зажигания. При закрытии дроссельной заслонки впускной коллектор будет продолжать получать невостребованные порции воздуха, которые станут скапливаться на участке между заслонкой и турбонагнетателем.

Стоит знать, что для достаточного функционирования двухлитрового мотора на оборотах 5 тыс. об/мин около 80 л. Однако вся система воздуховодов имеет объем около 10-12 л. Оборот в такой ситуации совершается за 12 миллисекунд. Но водитель не всегда будет удерживать авто на таких оборотах, а в какой-то промежуток сбросит усилие с педали акселератора, а накопившийся в мгновения воздух быстро «выявит слабые места в конструкции авто». Для предотвращения возможных негативных последствий в системе монтируется байпас или Blow-Off клапан.

Устройство байпасного клапана

Некоторые специалисты считают, что не стоит просто выбрасывать излишек собравшегося воздуха в атмосферу. Допустимым является стравливание собранного газа повторно на вход в компрессор турбинного нагнетателя. Подобное устройство принято называть байпасной конструкцией или рециркулирующей. Среди автолюбителей, занимающихся автотюнингом, много приверженцев данной модернизации. Однако они игнорируют то, что каждое сжатие газа происходит с параллельным поднятием температуры не только всего впускного узла, но и отправляемого по системе воздуха. Фактически встроенная байпасная закольцовка выступает в роли амортизатора, способствуя смягчению удара по осям турбонагнетателя. Исходя из такой логики, стравливающие клапаны Blow-Off максимально избавляют узлы от экстремальных нагрузок, а задачей рециркуляции является смягчение.

Сколько в авто перепускных клапанов

Исходя из конструкции автомобиля, в большинстве топливных систем располагается один байпас. Он в полной мере справляется со своими задачами. Однако автопроизводители могут дополнять свои детища дополнительным клапаном, выполняющим предохранительную функцию. Внимательней двигателю автомобиля стоит быть автовладельцам турбированных машин, в которых имеется возможность нагнетать воздух в камерах сгорания. Именно в такой зоне стравливающий или обходной клапан станет на защиту системы газораспределения от чрезмерного воздушного давления.

Заключение

Свою актуальность байпасы доказали для турбированных моторов. Если же стоит механический нагнетатель, то актуальность обводки теряется. Важно контролировать состояние клапана при каждой смене масла, чтобы на нём не скапливалась влага или загрязнения. Если имеются сомнения в собственных силах, то не стоит проводить переоборудование топливной системы авто своими руками.

Неисправный байпасный клапан (клапан сброса давления, blow off)

Байпасный клапан турбины (blow off) устанавливается практически на все бензиновые двигатели с турбонаддувом. Байпас служит для продления ресурса турбины. Дело в том, что при резком сбросе газа нагнетаемому воздуху просто некуда деваться, т.к. он остается запертым между холодной крыльчаткой турбины и закрытой дроссельной заслонкой. Потому он «бьет» по крыльчатке турбины, это явление называется помпаж.

Для того, чтобы быстро сбросить избыточное давление наддува и тем самым предотвратить такой удар, был разработан байпасный клапан. Он открывается в тот момент, когда дроссельная заслонка закрывается. В результате, воздух попадает либо в начало впускного тракта, либо в атмосферу, что зависит от типа клапана.

Управление байпасом осуществляется либо вакуумом либо программой управления двигателем.

При сбросе газа во впускном тракте создается разрежение, которое открывает клапан, преодолевая сопротивление пружины.

Обратный клапан служит для быстрого сброса избыточного давления создаваемого турбонагнетателем в начало впускного патрубка или атмосферу, в зависимости от вида исполнения. Поэтому различают два вида обратных клапанов:

1 Байпас- этот вид клапана сброса давления который работает в замкнутом от атмосферы цикле и стравливает давление в начала впускного патрубка. Не рекомендуется устанавливать на такую систему клапан blow off, так как датчик массового расхода ДМРВ не будет учитывать стравленный воздух и, как следствие, это приведёт к неправильному приготовлению смеси.

2. blow off-этот вид клапана сбрасывает избыточное давление в атмосферу. В таких системах обычно для расчёта количества воздуха используют датчик абсолютного давления воздуха.

Неисправность байпасного клапана

При неисправности байпаса нагнетаемый воздух поступает куда угодно, но только не в цилиндры. Мощность двигателя и крутящий момент в такой ситуации падают значительно. Если сброс происходит во впускной тракт, то давление наддува во впуске практически не падает. Поэтому проверить вакуумный байпас с помощью диагностического сканера невозможно. А чтобы это сделать необходимо снять клапан и подать вакуум по управляющей трубке. Если разрежение не создается(клапан продувается), то байпас необходимо заменить. Потеря герметичности клапана обычно связанна с порванной диафрагмой, установленной внутри.

Основными неисправностями являются:

-потеря герметичности клапана

-заклинивание клапана в одном положении

-потеря управления клапана

Заклинивание клапана в одном положении чаще всего происходит с дешёвыми китайскими байпасами имеющие металлические подвижные поршни внутри. Из-за некачественной обработки и сборки деталей происходит подклинивание подвижных частей. Этот недостаток не всегда можно заметить сразу, он проявляется в некотором снижении мощности двигателя.

Потеря управления клапана связанна с негерметичной вакуумной магистралью (шлангом), здесь достаточно просто восстановить герметичность.

Неправильная установка редкое явление, но встречается на практике. Стоит проверить правильность установки, прямой патрубок байпаса обычно направлен на впуск воздуха, а боковой отвод в патрубок где создается избыточное давление наддува.

На современных двигателях работа байпаса регулируется с помощью электромагнитного клапана. Сначала это был клапан, который управлял механическим байпасом через вакуумную магистраль, а потом и вовсе стал одним целым узлом, который работает за счёт управления электромагнитной катушкой. Современный обратный клапан очень сложно проверить подручными средствами и при наличии кода неисправности в регистраторе ошибок его рекомендуется заменить на новый.

Читайте также  Киа спектра сколько ходит двигатель?

​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:

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)

Запись на мероприятие

Количество гостей со мной:

Тема: Как работает bypass (воздушный перепускной клапан) ?

Опции темы
  • Версия для печати
  • Отправить по электронной почте…
  • Подписаться на эту тему…

Как работает bypass (воздушный перепускной клапан) ?

Порылся я в инете и пока не нашел, как же работает байпас клапан на субару.
К сожалению, пока не со всеми реализациями систем именно у субару хорошо знаком, решил спросить тут.
Интересует ответ на простой вопрос:

На полность закрытом дросселе и не холостом ходу, давление в коллекторе сбрасывается этим клапаном до атмосферного или остается какой-то буст ?

В идеале — чтобы оно сбрасывалось до атмосферного.
Идея минимизации лага за счет этого не нова.
В момент когда дроссель закрывается полностью, сразу принудительно полностью открывать байпас, мгновенно сбрасывая давление в турбине до атмосферного, и держать его открытым.
Это позволяет турбине свободно вращаться на высоких оборотах, гоняя воздух по кругу, практически без сопротивления, не тратя запасенную энергию вращения крыльчатки на создание давления буста. Турбина дольше сохранит высокую скорость своего вращения (обороты). Как дроссель начнет открываться, клапан тут же закрывать, и турбина мгновенно создает буст, уже вращаясь на высоких оборотах, не тратя энергию на раскрутку крыльчатки заново, вращение далее поддерживается за счет выхлопных газов.

Как оно у субару реализовано ?

Эко ж тебя с утра-то торкнуло
На самом деле, я думаю, что подобный механизм везде. Зачем искусственно КПД снижать?

Чтож, никто не может четко ответить, стравливается ли давление до атмосферного ?
Видимо никто и не знает тут толком ?
Все только лишь могут обсуждать как ПШИКАЕТ блоу офф клапан ! Главное чтобы пшикало, остальное пох .

я таких исследований не проводил.

в теории могу совершенно точно сказать: блоу-офф, если сильно пшикает, стравливает давление слабо, т.к. на сам ПШИК требуется некислое давление. Если бы он стравливал полностью до атмосферного, звука бы не было вообще.

Читайте также  Как заклеить радиатор охлаждения двигателя?

а вот по бай-пасс. надо целенаправленно проводить тесты.

там не давление а разряжение это во-первых, во-вторых открывается байпас исключительно разряжением.(коллектор)

если вопрос стоит в том что-бы выяснить каково давление до дроселя то думаю что оно там около атмосферного должно быть, но в любом случае избыток возникает только при определенных оборотах и степени закрытия-открытия вестгейта.

я таких исследований не проводил.

в теории могу совершенно точно сказать: блоу-офф, если сильно пшикает, стравливает давление слабо, т.к. на сам ПШИК требуется некислое давление. Если бы он стравливал полностью до атмосферного, звука бы не было вообще.

а вот по бай-пасс. надо целенаправленно проводить тесты.

ты вообще понял что написал.

там не давление а разряжение это во-первых, во-вторых открывается байпас исключительно разряжением.(коллектор)

если вопрос стоит в том что-бы выяснить каково давление до дроселя то думаю что оно там около атмосферного должно быть, но в любом случае избыток возникает только при определенных оборотах и степени закрытия-открытия вестгейта.

Байпас или блоу офф (нет разницы) стоит между турбиной и дросселем. Там нет разрежения! Там есть давление, котрое нагнетает компрессор турбины.

Разрежением он (байпас/блоу офф) открывается — верно. На его мембрану идет трубка с коллектора. Когда в коллекторе разряжение (когда дроссель закрыт), оно идет по трубке к мембране, мембрана открывает клапан. Клапан сбрасывает давление до дросселя на впуск компрессора турбнагнетателя в случае с байпасом, или в атмоферу в случае с блоу оффом.
Происходит это в момент резкого закрытия дросселя.

Собственно вопрос был, стравливается ли давление в этот момент полностью до атмосферного, или всё отрегулированно так, что остается небольшой буст до дросселя ?
Иными словами какое давление давит в закрывшийся дроссель ?

Для тех, кто еще не понял:
Откуда и берутся лаги турбонаддува ? — В основном от того что крыльчаке турбины требуется время на раскрутку, когда резко открывается газ. Если ей не давать сбавить обороты пока газ закрыт, например на переключениях передач, то лаги будут значительно меньше, как я описал в самом начале. Если она создает давление буста в дроссель, то это заставляет сбавлять обороты.
Задача — уменьшить турбо лаг, дав турбине свободно вращаться по инерции, когда дроссель закрылся, не создавая буст. Нужно стравливать давление до дросселя до атмосферного всё время, пока дроссель закрыт (на переключениях передач, при прохождении поворота и т.п.).
Тут наверное никто и не задумывается над улучшением удобства управления путем снижения лагов, улучшения моментной хар-ки и т.п. Одной кучке людей надо Большие цифры на стенде снять, ценой никакой юзабилити двигателя в городе, а другой кучке чтобы пердело, пшикало, светилось и сверкало. И почти никто похоже не знает теорию толком.

Всё о сантехнике

В продолжение темы: применение байпаса, предназначение и подробный анализ.

Навигация
Словарь терминов

Рейтинг публикации:

Ещё раз о байпасе, но более подробно

Я уже писал, несколько лет назад, что за функции выполняет байпас. Но решил более шире раскрыть эту тему. Каково его предназначение, где используется байпас и принцип работы.

Что означает байпас?

Байпас – это обводная ветка, обычно идущая параллельно основной линии. В гидравлике, байпас применяется как обводная линия, на случай ремонта оборудования, запорной арматуры, в местах, с повышенным классом надёжности.

Например, насосная станция, обеспечивающая подачу воды для охлаждения реактора или доменных печей. Там нельзя на время ремонта насоса отключить подачу воды. На таких станциях, обычно используются минимум три насосных агрегата. Когда один становится на ремонт, его перекрывают и отключают, предварительно включив параллельно в сеть резервный насос. В данном случае, байпасная линия обеспечивает непрерывность производства.

Как устроен байпас, схема его работы

Принцип работы байпаса, установленного на однотрубной системе отопления, можно увидеть на расположенной ниже интерактивной схеме. На первой схеме, мы видим работу системы отопления в режиме, с отключенным насосом.

Можно видеть, как жидкость, нагреваемая в котле, создаёт естественную циркуляцию, приподнимая шаровый обратный клапан, и движется в верх, минуя байпас.

На второй флеш-анимации выше, насос включен в работу. Приводя в движение теплоноситель, насос в несколько раз ускоряет проток жидкости по трубам системы отопления. Одновременно, потоком жидкости шаровый клапан перекрывает прямой участок трубы, тем самым препятствует закольцовыванию работы насоса.

Интересно то, что в погоне за посетителями сайта, многие перепечатывают друг у друга статьи, немного их изменив. Но многие, не понимают о чём они пишут, и получается очень большая глупость, в итоге. Не хочу никого обвинять, но ребята, хотябы постарайтесь вникать в суть дела, а то можно такого наворотить. Хочу использовать эту ситуацию, чтобы обратить ваше внимание на ошибки, допускаемые при монтаже байпасной обводки. Многие фотографии, используемые в этой статье, взяты в свободном доступе сети интернет. Анимация выше, моего собственного изготовления, копирование только с активной индексируемой ссылкой на мой сайт!

Итак, обратите внимание на фотографию снизу.

Если вы заметили, я нашел три момента, разной «степени» рекомендаций. Первая, красная стрелка вертикально, грубое нарушение! Занимаясь монтажом отопления, нужно знать, что устанавливать насос с мокрым ротором, разрешается только горизонтально расположив корпус электро-двигателя. На фото он расположен вертикально, и это место образует верхнюю точку, где обязательно будет скапливаться воздух. Через некоторое время насос перегреется и сгорит, если регулярно не производить сброс воздуха из него.

Второй момент, это ещё одна красная стрелка, справа, показывает на некорректное расположение вентиля. Подумайте, что будет, при выходе из строя насоса, как его поменять в отопительный сезон? Только сливать воду из системы. Правильным, было бы установить вентиль и фильтр в то место, куда показывает стрелка.

Синяя стрелка показывает на потёки, если их не ликвидировать, прогниёт труба.

Что новенького?

Просматривая интернет поиск, готовя эту статью, нашел для себя интересные новинки, в применении байпаса. Появились инжекционные схемы работы байпасной обводки. На фото снизу виден принцип его работы.

Кто знаком с двигателями внутреннего сгорания, тот должен ориентироваться, тот же принцип работы используется в бензиновых карбюраторах. Единственно, я бы доработал схему, и всё-таки не удалял обратный клапан. Как я попробовал дорисовать, он будет препятствовать зацикливанию работы циркуляционного насоса.

Иначе, часть потока теплоносителя будет идти в обратном направлении, по наименьшему сопротивлению (физика).

Ещё понравились различные решения байпасной линии, позволяющие использовать её в недоступных ранее местах.

Бывает так, что котёл расположен очень близко к стене, и нет места для монтажа классической версии исполнения байпаса. А тут, монтируй спокойно! Здорово, спрос – рождает предложение, закон рынка.

Применяется байпасная линия очень широко. Например, для врезки прибора учёта.

На одно стояковых системах отопления, обязательно стоят перемычки (маленький байпас), перед радиаторами отопления. При однотрубной системе отопления, в частном доме, радиаторы выполняют роль байпаса. Ещё можно привести множество специфических примеров, но тогда, каждый из них нужно тщательно объяснить, для чего используется. Но эта статья не для этих целей. Я думаю, вам понятен смысл применения байпасной линии.

Читайте также  При выключении зажигания двигатель продолжает работать

Всего вам доброго. С вами был — Владимир Войнаровский и «Сайт о сантехнике».