Selasa, 08 Januari 2013

Meningkatkan kontroler

Sebuah kontroler meningkatkan adalah perangkat untuk mengontrol dorongan tingkat diproduksi di intake manifold dari turbocharged atau supercharged mesin dengan mempengaruhi tekanan udara dikirim ke pneumatik dan mekanik wastegate aktuator. Sebuah kontroler dorongan dapat menjadi kontrol manual yang sederhana yang dapat dengan mudah dibuat, atau dapat dimasukkan sebagai bagian dari komputer manajemen mesin di pabrik mobil turbocharged, atau pengendali dorongan aftermarket elektronik seperti yang dibuat oleh GReddy .

Prinsip operasi

Tanpa controller dorongan, tekanan udara disuplai dari udara muatan (terkompresi side) dari turbocharger langsung ke aktuator wastegate melalui selang vakum. Ini tekanan udara bisa datang dari mana saja di intake setelah turbo, termasuk setelah throttle body , meskipun kurang umum. Ini tekanan udara mendorong melawan kekuatan dari pegas yang terletak di aktuator wastegate untuk memungkinkan wastegate untuk membuka dan re-direct gas buang sehingga tidak mencapai putaran turbin. Dalam konfigurasi yang sederhana, springrate musim semi dan preload menentukan berapa banyak tekanan meningkatkan sistem akan dicapai. Springs diklasifikasikan oleh tekanan meningkatkan mereka biasanya mencapai, seperti "7 psi musim semi "yang akan memungkinkan turbocharger untuk mencapai kesetimbangan di sekitar 7 psi (0,48 bar).
Salah satu masalah utama dari sistem ini adalah wastegate akan mulai membuka baik sebelum tekanan boost yang sebenarnya yang diinginkan tercapai. Ini negatif mempengaruhi ambang onset meningkatkan dan juga meningkatkan lag turbocharger. Misalnya, musim semi dinilai pada 7 psi dapat memungkinkan wastegate untuk mulai (tapi tidak sepenuhnya) terbuka di sesedikit 3,5 psi (0,24 bar).
Mencapai tingkat moderat meningkatkan konsisten juga bermasalah dengan konfigurasi ini. Pada parsial throttle , dorongan penuh masih mungkin dicapai, membuat kendaraan sulit dikendalikan dengan presisi. Sistem elektronik dapat memungkinkan throttle untuk mengontrol tingkat dorongan, sehingga hanya dengan kecepatan penuh akan meningkatkan tingkat maksimum dicapai dan tingkat menengah dari dorongan dapat diselenggarakan secara konsisten pada tingkat throttle parsial.
Juga perlu diperhatikan adalah cara di mana kontrol meningkatkan dicapai, tergantung pada jenis wastegate digunakan. Biasanya pengguna "berdarah tipe" pengendali dorongan hanya digunakan pada jenis ayunan (port tunggal) aktuator wastegate. Untuk meningkatkan dorongan, tekanan diambil dari garis kontrol aktuator, sehingga meningkatkan dorongan. Dual port aktuator jenis ayunan wastegate dan wastegates eksternal umumnya memerlukan kontrol elektronik meningkatkan meskipun kontrol meningkatkan disesuaikan juga dapat dicapai pada kedua dengan regulator tekanan udara, ini tidak sama dengan kontroler jenis dorongan berdarah. Untuk meningkatkan dorongan dengan wastegate port eksternal atau dual, tekanan ditambahkan ke port kontrol atas untuk meningkatkan dorongan. Ketika kontrol meningkatkan tidak dipasang, ini kontrol port terbuka ke atmosfer.

Manual meningkatkan kontrol

Sebuah pengendali dorongan sederhana manual. Sebuah sekrup kecil ini terletak di bagian atas tubuh aluminium untuk menyesuaikan tingkat berdarah. Model ini ditempatkan di teluk mesin, namun garis vakum dapat diperpanjang untuk memungkinkan untuk mencapai ke dalam kompartemen penumpang.
Sebuah kontroler meningkatkan pengguna adalah mekanik dan sederhana pneumatik kontrol untuk memungkinkan beberapa tekanan dari aktuator wastegate untuk melarikan diri atau kehabisan darah ke atmosfer atau kembali ke intake system. Ini dapat yang sederhana seperti T-pas pada garis kontrol dorongan dekat aktuator dengan sekrup pemeras kecil. Sekrup dapat ternyata berbagai derajat untuk memungkinkan udara berdarah keluar dari sistem, menghilangkan tekanan pada aktuator wastegate, sehingga meningkatkan tingkat dorongan. Perangkat ini populer karena biaya diabaikan mereka dibandingkan dengan perangkat lain yang mungkin menawarkan peningkatan kekuatan yang sama.
Selain itu, jenis lain dari pengendali dorongan pengguna menggunakan bola dan pegas untuk mengontrol jumlah dorongan. Hal ini diinstal dengan satu dorongan garis sinyal yang datang dari asupan suatu tempat setelah turbocharger, dan satu dorongan garis sinyal akan wastegate tersebut. Sebuah tombol perubahan gaya pada musim semi yang pada gilirannya menentukan berapa banyak tekanan pada bola. Para ketat musim semi, dorongan lebih yang diperlukan untuk menggeser bola, dan memungkinkan tekanan dorongan untuk mencapai aktuator wastegate. Ada lubang berdarah pada kontroler dorongan setelah bola, untuk memungkinkan udara bertekanan yang akan terjebak antara aktuator wastegate dan bola setelah duduk lagi. Ini jenis pengendali dorongan manual menjadi sangat populer karena mereka tidak memberikan dorongan kebocoran, memungkinkan kali lebih cepat spool dan kontrol yang lebih baik daripada controller "berdarah tipe" dorongan.
Umumnya controller meningkatkan pengguna tidak akan dapat diakses dari dalam mobil, meskipun beberapa dirancang untuk menjadi. Sebuah instalasi yang memungkinkan akses dari dalam mobil (sebagai lawan dari dalam kompartemen mesin) yang lebih kompleks, seperti pipa harus lebih panjang dan lubang harus dibor. Hal ini dimungkinkan dan menguntungkan untuk menggunakan dua kontroler meningkatkan manual pada pengaturan yang berbeda dengan solenoid untuk beralih di antara mereka selama dua pengaturan tekanan boost yang berbeda. Beberapa pabrik mobil turbocharged memiliki tombol untuk mengatur tekanan meningkatkan, seperti pengaturan yang dirancang untuk ekonomi bahan bakar dan pengaturan untuk kinerja.
Pengendali meningkatkan pengguna tidak memecahkan throttle parsial / dorongan penuh, drivability, dan isu-isu respon atau lag. Mereka dapat digunakan dalam hubungannya dengan beberapa sistem elektronik.

kontrol meningkatkan Elektronik

Sebuah solenoid pneumatik 3-port. Solenoid ini memungkinkan interupsi atau pemblokiran tekanan boost bukan hanya berdarah tipe kontrol.
Kontrol meningkatkan Elektronik menambahkan udara control solenoid dan / atau stepper motor dikendalikan oleh sebuah unit kontrol elektronik . Prinsip umum yang sama dari controller pengguna hadir, yaitu untuk mengontrol tekanan udara disampaikan kepada aktuator wastegate. Kontrol lebih lanjut dan algoritma cerdas dapat diperkenalkan, memperbaiki dan meningkatkan kontrol atas tekanan boost yang sebenarnya dikirim ke mesin.
Pada tingkat komponen, meningkatkan tekanan baik dapat kehabisan darah dari garis kontrol atau diblokir langsung. Entah dapat mencapai tujuan mengurangi tekanan mendorong terhadap wastegate tersebut. Dalam sistem berdarah-jenis udara diperbolehkan untuk lulus keluar dari garis kontrol, mengurangi beban pada aktuator wastegate. Pada konfigurasi memblokir, udara bepergian dari pasokan udara muatan ke aktuator wastegate diblokir sekaligus pendarahan tekanan yang sebelumnya telah dibangun pada aktuator wastegate.

Kontrol detail

Sebuah solenoid pneumatik 4-port dipasang untuk mengontrol port ganda wastegate dikendalikan oleh satu PWM PID kontroler
Kontrol untuk solenoida dan stepper motor dapat berupa loop tertutup atau loop terbuka . Sistem loop tertutup mengandalkan umpan balik dari sensor tekanan manifold untuk memenuhi tekanan boost yang telah ditentukan. Sistem loop terbuka memiliki output kontrol yang telah ditentukan di mana output kontrol hanya didasarkan pada input lain seperti sudut throttle dan / atau mesin RPM . Loop terbuka khusus daun keluar tingkat dorongan yang diinginkan, sementara loop tertutup mencoba untuk menargetkan tingkat tertentu tekanan boost. Karena sistem loop terbuka tidak mengubah tingkat kontrol berdasarkan sensor MAP, tingkat meningkatkan tekanan yang berbeda dapat dicapai berdasarkan variabel luar seperti kondisi cuaca atau suhu mesin pendingin. Untuk alasan ini, sistem yang tidak fitur operasi tertutup yang tidak begitu luas.
Meningkatkan pengendali sering menggunakan modulasi lebar pulsa (PWM) teknik berdarah off meningkatkan tekanan dalam perjalanan ke port referensi pada diafragma aktuator wastegate untuk (pada kesempatan) di bawah tekanan Laporan dorongan sedemikian rupa sehingga wastegate memungkinkan turbocharger untuk membangun tekanan meningkatkan asupan lebih daripada biasanya bisa. Akibatnya, katup solenoid meningkatkan kontrol terletak pada wastegate bawah ECU (engine control unit) kontrol. The solenoid kontrol dorongan berisi katup jarum yang dapat membuka dan menutup sangat cepat. Dengan memvariasikan frekuensi kontrol digital untuk solenoida, katup solenoid dapat diperintahkan untuk membuka persentase tertentu dari waktu. Ini secara efektif mengubah laju aliran tekanan udara melalui katup, mengubah tingkat di mana udara berdarah keluar dari T di baris berjenis tekanan referensi ke wastegate. Ini secara efektif mengubah tekanan udara seperti yang terlihat oleh diafragma aktuator wastegate. Solenoida mungkin memerlukan restrictors berdiameter kecil dipasang di garis udara kontrol untuk membatasi aliran udara dan bahkan keluar tombol on / off sifat operasi mereka.
The solenoid kontrol wastegate dapat diperintahkan untuk dijalankan dalam berbagai frekuensi dalam berbagai gigi, kecepatan mesin, atau sesuai dengan berbagai faktor lain dalam mode loop terbuka deterministik. Atau dengan tekanan manifold pemantauan dalam loop umpan balik-sistem manajemen mesin dapat memantau kemanjuran perubahan PWM dalam meningkatkan pengendalian laju berdarah solenoid pada mengubah tekanan dorongan dalam intake manifold, meningkatkan atau menurunkan tingkat berdarah untuk menargetkan dorongan maksimum tertentu.
Algoritma dasar kadang-kadang melibatkan EMS (sistem manajemen mesin) "belajar" seberapa cepat turbocharger dapat spool dan seberapa cepat meningkat meningkatkan tekanan. Berbekal pengetahuan ini, asalkan meningkatkan tekanan di bawah langit-langit yang diijinkan ditentukan, EMS akan membuka solenoid kontrol dorongan untuk memungkinkan turbocharger untuk membuat overboost luar apa wastegate biasanya akan memungkinkan. Seperti overboost mencapai maksimum diprogram, EMS mulai menurunkan tingkat berdarah melalui solenoida kontrol untuk meningkatkan tekanan meningkatkan seperti yang terlihat pada diafragma aktuator wastegate sehingga wastegate membuka cukup untuk membatasi dorongan untuk tingkat dikonfigurasi maksimum over-boost.
Stepper motor memungkinkan kontrol denda aliran udara berdasarkan posisi dan kecepatan dari motor, tetapi mungkin memiliki kemampuan aliran udara yang rendah total. Beberapa sistem menggunakan solenoid dalam hubungannya dengan motor stepper, motor stepper dengan memungkinkan kontrol baik dan kontrol solenoid kasar.
Banyak konfigurasi yang dapat dilakukan dengan 2 -, 3 -, dan 4-port solenoida dan stepper motor secara seri atau paralel. Dua berdarah solenoid sistem pelabuhan dengan kontroler PID cenderung umum pada mobil pabrik turbocharged.

Keuntungan

Karena tekanan kurang positif bisa hadir pada aktuator wastegate sebagai dorongan yang diinginkan didekati wastegate tetap lebih dekat ke keadaan benar-benar tertutup. Hal ini membuat gas buang disalurkan melalui turbin dan meningkatkan energi ditransfer ke roda dari turbocharger. Setelah meningkatkan diinginkan tercapai, loop tertutup sistem berbasis bereaksi dengan memungkinkan tekanan udara lebih untuk mencapai aktuator wastegate untuk menghentikan peningkatan lebih lanjut dalam tekanan udara sehingga meningkatkan tingkat yang diinginkan dipertahankan. Hal ini mengurangi lag turbocharger dan menurunkan ambang meningkatkan . Meningkatkan tekanan membangun lebih cepat ketika throttle ditekan dengan cepat dan memungkinkan meningkatkan tekanan untuk membangun di RPM mesin yang lebih rendah daripada tanpa sistem tersebut.
Hal ini juga memungkinkan penggunaan semi jauh lebih lembut dalam aktuator. Misalnya, 7 psi (0,48 bar) musim semi bersama-sama dengan kontroler meningkatkan mungkin masih dapat mencapai tingkat dorongan maksimum lebih dari 15 psi (1,0 bar). The unit kontrol elektronik dapat diprogram untuk mengontrol 7 psi (0,48 bar) psi pada throttle setengah, 12 psi (0,83 bar) pada 3/4 throttle, dan 15 psi (1,0 bar) dengan kecepatan penuh, atau tingkat apapun programmer atau desainer dari unit kontrol bermaksud. Ini kontrol throttle parsial sangat meningkatkan kontrol pengemudi atas mesin dan kendaraan.

Keterbatasan dan kekurangan

Bahkan dengan kontroler elektronik, aktuator pegas yang terlalu lembut dapat menyebabkan wastegate untuk membuka sebelum diinginkan. Gas buang backpressure masih mendorong terhadap katup wastegate itu sendiri. Backpressure ini dapat mengatasi tekanan musim semi tanpa bantuan dari actuator sama sekali. Kontrol elektronik masih dapat memungkinkan kontrol dorongan untuk lebih ganda pengukur tekanan tekanan musim semi yang dinilai.
The solenoid dan stepper motor juga perlu dipasang sedemikian rupa untuk memaksimalkan keuntungan dari mode kegagalan . Misalnya, jika solenoida dipasang untuk mengontrol meningkatkan secara elektronik, maka harus dipasang sedemikian rupa sehingga jika solenoid gagal dalam modus kegagalan yang paling umum (mungkin non-energi posisi) kontrol meningkatkan jatuh kembali ke tingkat sederhana aktuator meningkatkan wastegate. Hal ini dimungkinkan solenoid atau stepper motor bisa terjebak dalam posisi yang memungkinkan ada tekanan boost mencapai dorongan, wastegate menyebabkan dengan cepat meningkat di luar kendali.
Sistem elektronik, selang ekstra, solenoida dan soforth menambah kompleksitas ke sistem turbocharger. Hal ini bertentangan dengan prinsip "keep it simple" karena ada lebih banyak hal yang bisa salah. Perlu dicatat bahwa hampir semua mobil pabrik modern turbocharged, mobil yang sama dengan periode garansi panjang, menerapkan kontrol dorongan elektronik. Produsen seperti Subaru , Mitsubishi dan Saab mengintegrasikan kontrol dorongan elektronik di semua model mobil turbo.

Ketersediaan dan aplikasi

Sistem meningkatkan kontrol elektronik yang tersedia sebagai aftermarket sistem yang berdiri sendiri seperti EVC HKS dan VBC, Apex-i AVC-R, atau Gizzmo IBC / MS-IBC sebagai fitur built-in kendaraan pabrik modern turbocharged seperti Subaru Impreza WRX STi dan sering built-in fitur penuh aftermarket berdiri sendiri sistem manajemen mesin seperti Nemesis Hydra, AEM EMS dan MegaSquirt .

Bahaya digunakan

Instalasi controller dorongan dalam kendaraan yang sudah baik tuned (seperti pabrik mobil turbocharged) memungkinkan tekanan meningkatkan lebih tinggi daripada ditoleransi oleh mesin atau turbocharger mengurangi hidup dan kehandalan. Perawatan harus diambil untuk menghindari melebihi batas dari setiap komponen mesin sistem seperti blok mesin, injeksi bahan bakar, atau sistem manajemen mesin. Hal ini berlaku dengan kontrol dorongan karena dengan kontrol bahan bakar dan waktu atau sejumlah modifikasi sistem mesin lainnya.
Secara khusus, pengguna dapat menemukan biaya yang sangat rendah dan kemudahan menambahkan pengendali dorongan pengguna imbang tertentu untuk daya tambahan dengan biaya rendah dibandingkan dengan modifikasi yang lebih komprehensif. Pengguna harus hati-hati mempertimbangkan bagaimana menginstal kontroler meningkatkan dapat mempengaruhi dan berinteraksi dengan yang ada sistem manajemen mesin yang kompleks. Tingkat dorongan tambahan tidak dapat ditoleransi oleh turbocharger yang ada, menyebabkan keausan lebih cepat. Fuel injector atau pompa bahan bakar tidak mungkin dapat memberikan bahan bakar tambahan yang dibutuhkan untuk aliran udara yang lebih tinggi dan kekuatan tekanan boost yang lebih tinggi. Atau sistem manajemen mesin mungkin tidak dapat benar mengkompensasi waktu bahan bakar atau pengapian, menyebabkan ketukan dan / atau kegagalan mesin.

lalu dan masa depan

Ada metode usang lain dari kontrol dorongan, seperti pembatasan asupan atau berdarah off. Sebagai contoh, adalah mungkin untuk menginstal besar katup kupu-kupu dalam asupan untuk membatasi aliran udara sebagai dorongan yang diinginkan didekati. Hal ini juga memungkinkan untuk benar-benar melepaskan sejumlah besar udara sudah dikompresi mirip dengan katup blowoff namun secara konstan untuk mempertahankan dorongan yang diinginkan pada intake manifold. Knalpot sedang populer gas pintas melalui wastegate lebih unggul untuk menciptakan pembatasan asupan atau membuang-buang energi dengan melepaskan udara yang telah dikompresi. Metode ini jarang digunakan dalam sistem modern karena pengorbanan yang besar dalam efisiensi, panas, dan kehandalan.
Metode lain bisa datang ke digunakan secara luas di masa depan, seperti turbocharger geometri variabel . Dengan turbin cukup besar, wastegate tidak diperlukan. Kecepatan respon yang rendah dan lebih cepat spool up kemudian diperoleh dengan menggunakan teknologi turbin variabel daripada turbin kecil. Sistem ini dapat menggantikan atau menambah wastegates khas mereka kembangkan. Kontrol metode untuk kontrol mekanik variabel, seperti prinsip loop tertutup akan tetap berlaku meskipun mereka tidak lagi melibatkan pneumatik .

Tidak ada komentar:

Posting Komentar