jakie czujniki i formuły są używane do sterowania turbosprężarkami VGT / VNT?

9

Chcę dopasować turbo o zmiennej geometrii do mojego samochodu. Jego łopatki są zwykle sterowane siłownikiem elektrycznym (w innym przypadku czasami jest pod próżnią). Jakie informacje są wykorzystywane do informowania o stanie łopatek turbosprężarki - pozycja przepustnicy, masa powietrza dolotowego, prędkość obrotowa silnika lub co? Czy istnieje kanoniczna formuła, której można użyć do zbudowania obwodu, który daje prawidłową odpowiedź w danych warunkach? Nie ma problemu z dopasowaniem potencjometrów przycinania, aby dostroić je w locie, ale muszę wiedzieć, jakie informacje są odpowiednie, aby móc uzyskać wszystkie czujniki, które są wymagane w grze.

Aaron Brick
źródło
Świetne pytanie, ale co to ma wspólnego z TPS?
Zaid
Na pewno chciałbym wiedzieć, jakie jest ciśnienie w kolektorze po turbodoładowaniu, to powiedziałoby ecu, ile jest doładowania w dowolnym momencie, zawsze zakładałem, że zaletami zmiennych łopatek jest zwiększenie doładowania dolnego końca i lepszy sposób kontrolowania doładowania w całym zakres obrotów silnika.
Moab
Zaid: Myślę, że poprawna pozycja łopatki jest różna w stanach biegu jałowego i czerwonej linii; TPS (lub czujnik położenia szafy w silniku wysokoprężnym) to jeden ze sposobów uzyskania tych informacji.
Aaron Brick
@AaronBrick Wspominałem o tym tylko ze względu na sposób otagowania pytania. Może na pewno odegrać ważną rolę :)
Zaid
Moab: Myślę też, że to istotne, ale to rodzi pewien problem z kurczakiem i jajami - pozycja łopatki również wpłynie na zwiększenie kolektora dolotowego.
Aaron Brick

Odpowiedzi:

6

Dodge zainstalował turbosprężarki VNT na samochodach w 89 i 90. Najbardziej znanym z nich jest Shelby CSX-VNT z 1989 roku. Łopatki były kontrolowane przez dwuportowy siłownik próżniowy. Na samym turbosprężarce nie było nic elektronicznego, ale na liniach prowadzących do siłownika znajdowały się solenoidy próżniowe (do kontroli doładowania).

VNT Turbo ma ruchome łopatki na turbinie wydechowej. Gdy znajdują się w pozycji „zamkniętej”, są bardziej restrykcyjne. To powoduje, że turbo buforuje znacznie szybciej. Gdy są otwarte, wytwarzają mniej ciśnienia wstecznego. Oznacza to, że turbo lepiej radzi sobie z większym doładowaniem.

Ogólnie rzecz biorąc, położenie łopatek zależy od tego, o ile zwiększenie pcha turbo. Im więcej doładowania jest generowane, tym więcej spalin wypływa, tym mniej restrykcyjna musi być strona wydechowa. Oznacza to, że łopatki otwierają się coraz bardziej wraz ze wzrostem wzmocnienia. Kiedy zbliżysz się do maksymalnego doładowania, łopatki zaczynają się zamykać, aby powstrzymać turbo pchanie większego doładowania.

Kanister 2-portowy polega na tym, że jedna strona otwiera łopatki dla mniejszego ograniczenia, a następnie druga strona zamyka łopatki dla maksymalnego wzmocnienia. Strona do otwierania łopatek jest podłączona do kolektora, strona do zamykania łopatek jest podłączona do kontrolera doładowania. Sprężyna wewnątrz zamyka łopatki, gdy ciśnienie jest równe po obu stronach.

Niestety, gdy unik zainstalował te turbosprężarki, użyli zbyt małego turbosprężarki. Spoolowałby się bardzo szybko (prawie bez opóźnienia turbo), ale ucierpiał w górnej części. Zwykle turbo VNT jest większe niż standardowe turbo, ponieważ zmienne łopatki pomagają mu szybciej buforować.

http://thedodgegarage.com/turbo_vnt_pictures.html - zdjęcia VNT Turbo http://thedodgegarage.com/turbo_vnt.html - Informacje techniczne

rpmerf
źródło
Czytam link, który opublikowałem. Drugim sposobem sterowania łopatkami i doładowaniem jest posiadanie pojedynczego kanistra na turbosprężarce do sterowania łopatkami i kontrolowania poziomu doładowania za pomocą przepustnicy na kolektorze. Brzmi to bardziej wydajnie niż zamykanie łopatek, ponieważ powodowałoby mniejsze ciśnienie wsteczne w wydechu.
rpmerf
świetny opis tego, jak kiedyś to zrobił. nieco ezoteryczne podejście z podwójnym siłownikiem.
Aaron Brick
Tak, myślę, że pojedynczy siłownik / bramka na odpady działa lepiej. Dla porównania, unik miał bramkę na normalne turbosprężarki na obudowie układu wydechowego. Myślę, że ford zrobił to samo. Po umieszczeniu bramki odpadów na kolektorze staje się to trochę łatwiejsze, ponieważ bramka odpadów jest niezależna od turbo. Również zamontowane na kolektorze krzywki przepływają więcej spalin. Instalacja rur wydechowych jest jednak nieco trudniejsza.
rpmerf
3

Oświadczenie: Nigdy nie robiłem tego praktycznie. Ta odpowiedź opiera się na moim nieco ograniczonym narażeniu na teorię maszyn wirnikowych w zastosowaniach motoryzacyjnych.


Chodzi o przepływ

W przeciwieństwie do turbo o stałej geometrii, w których łopatki zapewniają optymalną wydajność dla pojedynczego przepływu, kąty łopat są regulowane w turbosprężarkach o zmiennej geometrii, aby zwiększyć wydajność w szerokim zakresie przepływu.

Zapoznaj się z obowiązkowymi obrazkami i artykułem internetowym :

  • Niski przepływ

    VGT Low Flow

  • Wysoki przepływ

    VGT High Flow


Jakie czynniki można zastosować do kontrolowania kąta łopatek?

Spodziewam się, że obciążenie silnika będzie tutaj kluczowe. Chociaż nie mam żadnych odniesień do poparcia tego stwierdzenia, ma to sens, ponieważ bezpośrednio wpłynie to na ilość spalin przepływających przez łopatki turbiny.

W tym celu przydatne mogą być następujące relacje:

  • Masowy przepływ powietrza - ↑ przepływ = ↑ kąt
  • Pozycja przepustnicy - ↑ Szybkość zmiany pozycji przepustnicy = ↑ kąt

Zauważ, że relacje nie powinny być liniowe!


Jak więc będzie wyglądało mapowanie funkcji?

Będzie to w dużej mierze zależeć od twojego turbo i silnika.

Gdyby to był mój projekt, zastosowałbym procedurę eksperymentalną podobną do tej:

  • Dla danej prędkości obrotowej silnika i położenia przepustnicy, zadaj kilka kątów łopatek
  • Dla każdego kąta
    • zapisz masowy przepływ powietrza i poziom doładowania

Powinno to zapewnić bardzo dobrą linię bazową dla biegu w stanie ustalonym, ponieważ dane można wykorzystać do wykonania regresji, która odwzorowuje masowy przepływ powietrza i położenie przepustnicy na kąt łopatki zapewniający docelowy poziom doładowania.

Głównie:

Vane Angle = f( Mass air flow, throttle position, target boost )

Jeśli chodzi o stany przejściowe, w których tempo zmiany przepustnicy będzie bardziej widoczne, wyobrażam sobie, że gromadzenie danych terenowych będzie znacznie trudniejsze. Może ktoś inny może wejść.


W każdym razie jest to niesamowite przedsięwzięcie. Życzę ci wszystkiego najlepszego w tym przedsięwzięciu.

Zaid
źródło
Dziękuję za dobre życzenia. podoba mi się pomysł wykonania serii pomiarów, ale teoria tutaj jest nieco spekulatywna, jeśli chodzi o budowę kontrolera.
Aaron Brick