Двуконтурный ЕГР (на примере мотора B57 от BMW)
Когда мы публиковали анонс замеров мощности BMW G32 630d GT, в комментариях нас просили рассказать про новые моторы B57 от концерна BMW. Поэтому мы подготовили небольшой обзор. Речь в данной статье пойдет про B57D30O0, 30d, с заводской мощностью 265 л.с. (в России продается под видом 249 л.с.).
Ни для кого не секрет, что B57 был спроектирован на базе предшественника — мотора N57, но при этом имеет ряд существенных конструктивных отличий. Конечно, он не стал V-образным — все те же 6 цилиндров в ряд. BMW в упор не рассматривает V-образные дизеля. Да и в целом по геометрии и «железной» механике он не сильно изменился — например, диаметр цилиндра и ход поршня остались прежними (84 х 90 мм).
Из интересных новаций — отключаемое охлаждение поршня, масляный насос с управлением посредством поля графических характеристик, модернизированные системы охлаждения, смазки и т.д. Блок управления нового поколения — Bosch MD1/MG1. Новая система Common Rail 3 поколения теперь работает с давлением топлива до 2500 бар, а в версиях со ступенчатым турбонаддувом и несколькими турбинами (40d и 50d) — аж до 2700 бар.
Но главная «фишка», которая наводит на размышления о возможных последствиях - это новшества в системах снижения токсичности. И наиболее существенный момент здесь - двойная система EGR.
Да, в новом моторе теперь два отдельных контура рециркуляции отработанных газов (ОГ). Система высокого давления, и система низкого давления.
А — система рециркуляции ОГ низкого давления, B — система рециркуляции ОГ под высоким давлением
С практической точки зрения это значит, что теперь клапан EGR работает не только на холостом ходу и до 30% нагрузки (как это было раньше), но и в бОльшей части режима высоких нагрузок. А точнее, работают два независимых клапана EGR, каждый со своим охладителем и байпасом. Вот карта графических характеристик работы рециркуляции:
На карте графических характеристик пунктиром обозначена кривая крутящего момента при полной нагрузке, а сплошной черной линией — граница зоны работы систем EGR. Внутри поля работы EGR процентами обозначено распределение рециркуляции между контуром высокого давления, и контуром низкого давления. Как видите, теперь EGR работает в большей части диапазона работы мотора. Система не функционирует только в узком диапазоне максимального запроса крутящего момента (зона «C», желтый участок на карте, соответствующий положению педали газа «в пол», или более чем на 70%).
А вот как это выглядит в софте блока управления двигателем:
Карта, определяющая использование режима рециркуляции в софте ЭБУ мотора B57. Сравните ее с предыдущим рисунком графических характеристик системы рециркуляции. Ничего не напоминает?
Что же это значит на практике?
— Во-первых, в режимах когда работает EGR, машина «не едет», т.е. динамика разгона снижена. При работе рециркуляции лимитируется впрыск (это четко видно по картам в заводской прошивке), а эффективность наддува снижается за счет частичного замещения воздуха отработанными газами. Учитывая двухконтурность системы, приёмистость и динамика автомобиля теперь ухудшается не только на «низах», но и при высоких нагрузках и оборотах, при запросе крутящего момента вплоть до 560 Нм (к слову, на N57 максимальный крутящий момент был как раз 560 Нм).
— во-вторых, впуск будет пачкаться сажей значительно сильнее, чем это было на моторах с одноконтурной рециркуляцией. Ведь на них EGR был всегда закрыт на средних и больших нагрузках, и мотор «питался чистым воздухом». Теперь же рециркуляция работает и в других режимах.
—третий важный момент: если раньше ЕГР "гадил" сажей только во впускной коллектор, то теперь, при наличии второго контура низкого давления, грязь может накапливаться и на лопатках турбины, и в наддувных патрубках, и в интеркулере — в общем, почти во всей ситеме впуска и наддува. Мыть/чинить/менять эти компоненты придется чаще — что, конечно, не может не радовать нас с точки зрения потенциальных обращений по сервису, но чисто по-человечески вызывет сострадание к владельцам
— и в-четвертых, система стала существенно сложнее — в автомобилях ЕВРО-5 теперь аж 5 датчиков температуры отработанных газов, 2 лямбда-зонда (до катализатора и после), заслонка выхлопной системы, 2 клапана EGR со своими байпасами, позиционерами, охладителями, датчиками температуры и т.д. Все это — дополнительный потенциал для поломки, и неминуемые расходы на запчасти и ремонтные работы.
На схеме под номером 12 — клапан рециркуляции ОГ высокого давления, 6 — радиатор системы рециркуляции ОГ низкого давления; 17 — клапан рециркуляции ОГ низкого давления, 18 — радиатор контура низкого давления. Обратите внимание на элемент под номером 27 — это заслонка выпускной системы, выполняющая функцию подпорного клапана ОГ для создания противодавления, чтобы направить часть ОГ во второй контур рециркуляции
Но есть и хорошие новости. Новый 3-литровый мотор имеет лучшие мощностные и моментные характеристики в режиме «газ в пол», чем предшественник. Если на N57 30d максимальный крутящий момент был 560 Нм, то на B57 — уже 620 Нм. А с мощностью вообще весело — по факту российская версия B57, которая по паспорту должна быть 249 л.с., на диностенде показывает 261 л.с.
Причем, 260-265 л.с. получали при замерах на стоке на разных машинах, на разных стендах — и в Москве у коллег, и у нас в СПб. Похоже что 249 л.с. — это цифра для документов, чтобы не расстраивать владельца повышенным транспортным налогом. Кстати, в софте мы нашли карты лимитирования момента для разных мощностных версий. Но, судя по моментным характеристикам, в нашем софте это лимитирование не работало.
Ну а теперь — про самое вкусное. Результаты чип-тюнинга на Stage 1. Тут, как говорится, без слов:
Замеры стока и Stage 1 от LoS. Сток 261 л.с., 616 Нм. Тюнинг — 349 л.с., 717 Нм. Прирост +88 л.с.+ 101 Нм
