Час від часу мене питають про трехпортовий соленоїд. Навіщо він потрібен. Зазвичай на сайтах тюнінг шопів багато красивих слів про те що трехпортовий соленоїд збільшує буст, знижує витрату палива, дає ранній спула і зміцнює ерекцію. Але механізм дива не описаний. Правда в мережі повно розповідей про те як працює соленоїд. Свого часу я через них і дізнавався про те що як працює. Мені здалося що написано там досить плутано. Ризикну теж написати. Напевно і у мене вийде плутано, але може трохи по іншому і комусь буде зрозуміліше.
Щоб легко застромитися в суть трехпортового соленоїда почнемо з того як взагалі регулюється наддув (буст) в двигуні. Треба зрозуміти що турбіна може створити надмірний тиск на впуску, і воно може зруйнувати мотор. Скажімо, наш мотор розрахований на 1 бар. Ну ок. Як тільки турбіна накачає 1 бар буста у впуску, відразу треба припинити качати. Це логічно. Як це зробити? Самое логічне і просте рішення - перенаправити вихлопні гази двигуна, які розкручують турбіну, в обхід.
Два каналу проходу вихлопних газів через турбіну
Цим займається вестгейт турбіни. Цей отвір, яке відкривається коли треба стравити частину вихлопних газів в обхід крильчатки турбіни.
Вестгейт у відкритому вигляді
Тепер треба зрозуміти як забезпечити відкриття клапана вестгейта (актуатора) в потрібний момент. Найпростіша і стара схема - механічна. Вона дуже проста і логічна - з'єднуємо гумовою трубочкою вихід компресорної частини турбіни (там є тиск коли накачується повітря) і актуатор.
Червоний колір - високий тиск. Синій - низька.
Як тільки створиться тиск у впуску, воно по трубочці активує клапан актуатора (вестгейта) і через важіль відкриється вікно вестгейта, вихлопні гази стануть обходити крильчатку турбіни і тиск перестане накачуватися.
Управління вікном вестгейта. Керуючий тиск потрапляє через трубочку в актуатор а він через шток відкриває вікно вестгейта
В такому випадку тиск у впуску ми зможемо регулювати тільки підбором пружинки, яку повинен протиснути стиснене повітря з керуючої трубочки. Скажімо в Субару ця пружинка налаштована на 0,5 бар надлишку (вище атмосферного тиску). Забігаючи вперед скажу що ця система в сучасних двигунах залишилася. Вона працює як аварійна при відключенні соленоїда турбіни. На жаргоні це називається "їхати на пружині".
Описана схема на жаль не дає управляти двигуном тонко, набирати і скидати буст точно коли потрібно. Тому в сучасних двигунах тиском у впуску управляє комп'ютер. Як він це робить? За допомогою соленоїда (електромагнітний клапан). У механічне управління клапаном вестгейта включена найпростіша система. Керуюча клапаном трубка просто розрізана поставлений туди трійник і трубочка від трійника під впуск до компресорної частини турбіни. Розумієте в чому афера? Якщо ця трубочка відкрита, тоді яке б не було тиск у впуску після турбіни, воно буде просто труїтися по трубочці через трійник під впуск до компресора (в самку) і клапан вестгейта просто не буде відкриватися.
А тиск буде накачувати все більше і більше. Ну і в цій трубочці додаткової і врізаний соленоїд. Без подачі напруги він закритий і ця трубочка просто не функціонує. І машина їде "на пружині".
Напруга на клапан НЕ подано. Він закритий. Тиск регулюється пружиною актуатора. І вище 0,5 бути не може
А ось коли комп'ютер подає напругу на клапан і відкриває його, тоді тиснява в керуючої трубочці падає, клапан вестгейта не відкривається, вихлопні гази далі крутять турбіну, тиск все росте і росте.
Напруга на клапан подано. Він відкритий. Надлишок тиску не доходить до актуатора. Всі вихлопні гази йдуть в крильчатку. Тиск расет.
Поки комп по датчику не побачить потрібний тиск, наприклад 1,0 бару і не дасть команду зняти напругу з соленоїда і тиск у впуску перестане рости так як клапан вестгейта відразу відкриється.
У цієї схеми є серйозний мінус. Якщо спробувати розганятися рівномірно то клапан буде то відкриватися то закриватися створюючи "флюктуацию буста". Тобто буст буде бовтатися по синусоїді скажімо 0,5-0,7 в той момент коли нам буде потрібні стабільні 0,7. Щоб позбутися від флуктуації буста виробник ввів в трубочку жиклер, значно зменшує її прохідність.
Жиклер в керуючої трубці