Буст-контроллер
В с турбонаддувом двигателях внутреннего сгорания контроллер наддува — это устройство, которое иногда используется для увеличения давления наддува, создаваемого турбокомпрессором. Это достигается за счет снижения давления наддува, видимого перепускной заслонкой.
Операция
[ редактировать ]
Целью контроллера наддува является снижение давления наддува, наблюдаемого эталонным портом перепускной заслонки , чтобы обманом заставить перепускную заслонку обеспечить более высокое давление наддува, чем оно было рассчитано. [1]
Многие контроллеры наддува используют игольчатый клапан , который открывается и закрывается электрическим соленоидом . Изменяя ширину импульса на соленоид, можно дать команду на открытие электромагнитного клапана определенный процент времени. Это эффективно изменяет скорость потока давления воздуха через клапан, изменяя количество воздуха, который выбрасывается вместо того, чтобы идти в контрольное отверстие перепускной заслонки. Для соленоидов может потребоваться установка ограничителей небольшого диаметра в линиях управления воздухом, чтобы ограничить воздушный поток и выровнять режим включения/выключения их работы. Двухпортовые системы прокачки соленоидов с ПИД-регулятором обычно встречаются на заводских автомобилях с турбонаддувом. [ нужна ссылка ]
Альтернативный вариант — использование шагового двигателя . Эти конструкции позволяют точно регулировать воздушный поток в зависимости от положения и скорости двигателя, но могут иметь низкую общую пропускную способность воздушного потока. В некоторых системах используется соленоид в сочетании с шаговым двигателем, при этом шаговый двигатель обеспечивает точное управление, а соленоид - грубое управление.
Система управления
[ редактировать ]Большинство современных конструкций представляют собой электронные контроллеры наддува , в которых используется электронный блок управления для управления наддувом с помощью соленоида или шагового двигателя . Принцип работы такой же, как и у старых ручных контроллеров наддува , который заключается в контроле давления воздуха, подаваемого на привод перепускной заслонки. Электронные контроллеры обеспечивают большую гибкость в управлении давлением наддува по сравнению с ручными контроллерами. [2]
Включение электронного буст-контроллера может управляться одной из двух систем управления:
- Разомкнутый контур является более простым вариантом, где выходной сигнал управления основан просто на других входных данных, таких как угол дроссельной заслонки и/или скорость двигателя ( об/мин ). Поскольку система с разомкнутым контуром не предусматривает никакого контроля давления наддува, давление наддува может меняться в зависимости от внешних переменных (таких как погодные условия или температура охлаждающей жидкости двигателя). По этой причине системы с разомкнутым контуром встречаются реже. [ нужна ссылка ]
- Системы с замкнутым контуром полагаются на обратную связь от датчика давления в коллекторе, чтобы максимально точно поддерживать заданное давление наддува. Эти системы более сложны и могут более точно контролировать давление наддува в различных обстоятельствах.
Преимущества
[ редактировать ]Удерживая перепускную заслонку в закрытом положении чаще, контроллер наддува заставляет больше выхлопных газов проходить через турбокомпрессор, тем самым уменьшая турбо-задержку и понижая порог наддува . [ нужна ссылка ]
Недостатки
[ редактировать ]Независимо от эффективности буст-контроллера, слишком мягкие пружины привода перепускной заслонки могут привести к ее открытию раньше желаемого. выхлопных газов Это связано с тем, что противодавление давит на сам клапан перепускной заслонки, в результате чего клапан привода вообще открывается. Следовательно, существует верхний предел эффективности буст-контроллера при заданной жесткости пружины в приводе перепускной заслонки.
Чтобы предотвратить чрезмерное давление наддува в случае неисправности, контроллер наддува должен быть спроектирован таким образом, чтобы режим отказа не приводил к сбросу давления. Например, буст-контроллер соленоидного типа должен направлять весь воздух в перепускную заслонку, когда она находится в обесточенном положении (обычный режим отказа соленоида). В противном случае контроллер наддува может застрять в положении, при котором давление наддува не достигнет перепускной заслонки, что приведет к быстрому выходу наддува из-под контроля.
Кроме того, электронные системы, дополнительные шланги, соленоиды и системы управления увеличивают стоимость и сложность. Тем не менее, в последнее время большинство производителей автомобилей используют буст-контроллеры на своих двигателях с турбонаддувом. [ нужна ссылка ]
Альтернативы
[ редактировать ]Раньше давление наддува контролировалось путем ограничения или стравливания некоторого количества всасываемого воздуха до того, как он достигнет впускного коллектора . В конструкциях, которые ограничивают впускной воздух, можно использовать дроссельную заслонку на впуске, чтобы ограничить поток воздуха по мере достижения желаемого наддува. Конструкции, стравливающие всасываемый воздух, функционировали аналогично продувочному клапану , но на постоянной основе для поддержания желаемого давления наддува. Эти методы редко используются в современных системах из-за больших потерь в эффективности, тепле и надежности.
Турбокомпрессор с изменяемой геометрией можно использовать для управления уровнями наддува, устраняя необходимость во внешнем контроллере наддува. Кроме того, сам перепускной клапан имеет функцию, аналогичную контроллеру наддува, поскольку он используется для управления давлением наддува турбокомпрессора.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Ручные и электронные буст-контроллеры» . www.summitracing.com . Проверено 17 апреля 2022 г.
- ^ «Как работает управление турбонаддувом» . www.haltech.com . 13 августа 2019 года . Проверено 17 апреля 2022 г.