¿Qué sensores y fórmula se utilizan para controlar los turbos VGT / VNT?

Quiero adaptar un turbo de geometría variable a mi automóvil. Sus paletas generalmente se controlan con un actuador eléctrico (de lo contrario, a veces está en vacío). Sin embargo, ¿qué información se utiliza para informar el estado de las paletas turbo: posición del acelerador, masa de aire de admisión, velocidad del motor o qué? ¿Existe una fórmula canónica que pueda usar para construir un circuito que dé la respuesta correcta para las condiciones dadas? No hay problema para ajustar los potenciómetros de ajuste para ajustarlo sobre la marcha, pero necesito saber qué información es adecuada, para poder obtener los sensores necesarios para el juego.

— Aaron Brick
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Gran pregunta, pero ¿qué tiene esto que ver con TPS?

— Zaid

Definitivamente me gustaría saber cuál es la presión múltiple después del turbo, esto le diría al ecu cuánto impulso hay en cualquier momento, siempre asumí que las ventajas de los álabes variables era mejorar el impulso de extremo bajo y una mejor manera de controlar el impulso en todo momento El rango de rpm del motor.

— Moab

Zaid: creo que la posición correcta de la paleta es diferente en los estados inactivo y en línea roja; TPS (o sensor de posición del bastidor, en un diésel) es una forma de obtener esta información.

— Aaron Brick

@AaronBrick Solo lo mencioné por la forma en que etiquetaste la pregunta. Puede jugar un papel importante seguro :)

— Zaid

Moab: también creo que es relevante, pero eso es una especie de problema de pollo y huevo: la posición de la paleta también afectará el aumento del múltiple de admisión.

— Aaron Brick

Respuestas:

Dodge instaló turbocompresores VNT en automóviles de 89 y 90. El más conocido es el Shelby CSX-VNT de 1989. Las paletas fueron controladas por un actuador de vacío de doble puerto. No había nada electrónico en el turbo en sí, pero había solenoides de vacío (para el control de impulso) en las líneas que van al actuador.

El VNT Turbo tiene paletas móviles en la turbina de escape. Cuando están en la posición "cerrada", son más restrictivos. Esto hace que el turbo se enrolle mucho más rápido. Cuando están abiertos, crean menos contrapresión. Esto significa que el turbo maneja un impulso más alto mejor.

En general, la posición de las paletas depende de cuánto impulso esté empujando el turbo. Cuanto más impulso se genera, más fluyen los gases de escape, menos restrictivo debe ser el lado de escape. Esto significa que las paletas se abren cada vez más a medida que aumenta el impulso. Cuando te acercas a tu impulso máximo, las paletas comienzan a cerrarse para detener el turbo empujando más impulso.

El recipiente de 2 puertos funciona haciendo que un lado abra los álabes para menos restricción, luego el segundo lado cierra los álabes para obtener el máximo impulso. El lado para abrir las paletas está conectado al múltiple, el lado para cerrar las paletas está conectado a un controlador de refuerzo. El resorte interior cerrará las paletas cuando la presión sea igual en ambos lados.

Desafortunadamente, cuando Dodge instaló estos turbos, usaron un turbo que era demasiado pequeño. Se enrollaría súper rápido (casi sin retraso de turbo), pero sufrió en el extremo superior. Normalmente, un turbo VNT es más grande que un turbo estándar, ya que las paletas variables lo ayudan a enrollarse más rápido.

http://thedodgegarage.com/turbo_vnt_pictures.html - fotos del VNT Turbo http://thedodgegarage.com/turbo_vnt.html - Información técnica

— rpmerf
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Estoy leyendo el enlace que publiqué. Una segunda forma de controlar las paletas y el impulso es tener un solo recipiente en el turbo para controlar las paletas y controlar el nivel de impulso con una válvula de descarga en el colector. Esto suena más eficiente que cerrar las paletas, ya que crearía menos contrapresión en el escape.

— rpmerf

una gran reseña de cómo esquivar una vez esto. poco de un enfoque esotérico con el doble actuador.

— Aaron Brick

Sí, creo que el actuador único / compuerta de desechos funciona mejor. Como referencia, Dodge tenía la compuerta de desechos en los turbos normales en la carcasa del escape. Creo que Ford hizo lo mismo. Una vez que coloca la compuerta de desechos en el múltiple, se vuelve un poco más fácil, ya que la compuerta de desechos es independiente del turbo. Además, los múltiples montados en la leva fluyen con más escape. Sin embargo, sondear un poco el tubo de escape.

— rpmerf

Descargo de responsabilidad: nunca he hecho esto prácticamente. Esta respuesta se basa en mi exposición algo limitada a la teoría de turbomaquinaria en aplicaciones automotrices.

Se trata del flujo

A diferencia de los turbos de geometría fija, en los que las paletas proporcionan una eficiencia óptima para un flujo único, los ángulos de las paletas se ajustan en turbos de geometría variable para mejorar la eficiencia en un amplio rango de flujo.

Cue las imágenes obligatorias y el artículo web :

Flujo bajo
Alto flujo

¿Qué factores se pueden usar para controlar el ángulo de la paleta?

Espero que la carga del motor sea clave aquí. Aunque no tengo referencias para respaldar esta declaración, tiene sentido ya que eso afectará directamente la cantidad de escape que fluye sobre las palas de la turbina.

Para este efecto, puede encontrar las siguientes relaciones como entradas útiles:

Flujo de aire en masa - ↑ flujo = ↑ ángulo
Posición del acelerador - ↑ velocidad de cambio de posición del acelerador = ↑ ángulo

¡Tenga en cuenta que no se espera que las relaciones sean lineales!

Entonces, ¿cómo será el mapeo de funciones?

Esto dependerá en gran medida de su turbo y motor.

Si este fuera mi proyecto, seguiría un procedimiento experimental similar a este:

Para una determinada velocidad del motor y posición del acelerador, controle varios ángulos de paleta
Para cada ángulo
- registrar el flujo de aire en masa y aumentar el nivel

Esto debería brindarle una muy buena línea de base para el funcionamiento en estado estacionario, ya que los datos se pueden usar para realizar una regresión que mapea el flujo de aire masivo y la posición del acelerador en el ángulo de la paleta que proporciona el nivel de impulso deseado.

Esencialmente:

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

En cuanto a los transitorios, donde la tasa de cambio del acelerador será más prominente, imagino que será mucho más difícil recopilar datos de campo. Quizás alguien más pueda intervenir.

En cualquier caso, esta es una empresa increíble. Te deseo lo mejor en este esfuerzo.

— Zaid
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Gracias por los buenos deseos. Me gusta la idea de tomar una serie de medidas, pero la teoría aquí es un poco especulativa en cuanto a la construcción del controlador.

— Aaron Brick