Quais sensores e fórmula são usados ​​para controlar os turbos VGT / VNT?

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Quero instalar um turbo de geometria variável no meu carro. Suas palhetas geralmente são controladas por um atuador elétrico (caso contrário, às vezes, ele está no vácuo). Que informações são usadas para informar o estado das turbinas - posição do acelerador, massa de ar de admissão, velocidade do motor ou o quê? Existe uma fórmula canônica que eu possa usar para construir um circuito que dê a resposta correta para determinadas condições? Não há problema em instalar potenciômetros de ajuste para ajustá-los em tempo real, mas preciso saber quais informações são adequadas para que eu possa obter os sensores necessários em jogo.

Aaron Brick
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Ótima pergunta, mas o que isso tem a ver com o TPS?
Zaid
Definitivamente, eu gostaria de saber qual é a pressão do coletor após o turbo, isso diria ao ecu quanto impulso há a qualquer momento, eu sempre assumi que as vantagens das palhetas variáveis ​​eram melhorar o impulso baixo e uma maneira melhor de controlar o impulso a faixa de rotação do motor.
Moab
Zaid: acho que a posição correta da palheta é diferente nos estados ocioso e redline; O TPS (ou sensor de posição do rack, em um diesel) é uma maneira de obter essas informações.
Aaron Tijolo
@AaronBrick Eu estava apenas mencionando isso por causa da maneira como você marcou a pergunta. Ele pode desempenhar um papel importante, com certeza :)
Zaid
Moab: eu também acho relevante, mas isso cria um tipo de problema de galinha e ovo - a posição da palheta também afetará o aumento do coletor de admissão.
Aaron Tijolo

Respostas:

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A Dodge instalou os turbocompressores VNT nos carros em 89 e 90. O mais conhecido deles é o Shelby CSX-VNT de 1989. As pás foram controladas por um atuador a vácuo de porta dupla. Não havia nada eletrônico no próprio turbo, mas havia solenóides a vácuo (para controle de impulso) nas linhas que iam para o atuador.

O VNT Turbo possui palhetas móveis na turbina de escape. Quando estão na posição 'fechada', são mais restritivos. Isso faz com que o turbo enrole muito mais rápido. Quando estão abertos, eles criam menos contrapressão. Isso significa que o turbo lida melhor com melhor impulso.

No geral, a posição das palhetas depende de quanto impulso o turbo está empurrando. Quanto mais impulso estiver sendo gerado, mais gás de escape estará fluindo, menos restritivo o lado de escape precisará ser. Isso significa que as palhetas se abrem cada vez mais à medida que o impulso aumenta. Quando você chega perto do seu impulso máximo, as palhetas começam a fechar para parar o turbo empurrando mais impulso.

O canister de 2 portas funciona com um lado para abrir as palhetas para menos restrições e o segundo lado para fechar as palhetas para aumentar o máximo. O lado para abrir as palhetas está conectado ao coletor, o lado para fechar as palhetas está conectado a um controlador de impulso. A mola interna fechará as pás quando a pressão for igual nos dois lados.

Infelizmente, quando a Dodge instalou esses turbos, eles usaram um turbo pequeno demais. Seria muito rápido (quase sem turbo lag), mas sofria na ponta superior. Normalmente, um turbo VNT é maior que um turbo padrão, pois as palhetas variáveis ​​o ajudam a enrolar mais rapidamente.

http://thedodgegarage.com/turbo_vnt_pictures.html - fotos do VNT Turbo http://thedodgegarage.com/turbo_vnt.html - Informações técnicas

rpmerf
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Estou lendo o link que publiquei. Uma segunda maneira de controlar as palhetas e o impulso é ter um único cilindro no turbo para controlar as palhetas e controlar o nível de impulso com uma válvula de descarga no coletor. Isso parece mais eficiente do que fechar as palhetas, pois criaria menos contrapressão no escapamento.
Rpmerf 29/04
uma excelente descrição de como a Dodge fez isso uma vez. pouco de uma abordagem esotérica com o atuador duplo.
Aaron Tijolo
Sim, acho que o único atuador / porta de resíduos funciona melhor. Para referência, a Dodge tinha o portão de resíduos nos turbos normais da carcaça de escape. Eu acredito que a Ford fez o mesmo. Depois de colocar o portão de resíduos no coletor, fica um pouco mais fácil, pois o portão de resíduos é independente do turbo. Além disso, os coletores montados podem fluir mais exaustão. Encanar o escape é um pouco mais difícil.
rpmerf
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Disclaimer: Eu nunca fiz isso praticamente. Essa resposta é baseada em minha exposição um tanto limitada à teoria de turbomáquinas em aplicações automotivas.


É tudo sobre o fluxo

Diferentemente dos turbos de geometria fixa, nos quais as pás fornecem eficiência ideal para um único fluxo, os ângulos das palhetas são ajustados nos turbos de geometria variável para aumentar a eficiência em uma ampla faixa de fluxo.

Sugira as imagens obrigatórias e o artigo da web :

  • Fluxo baixo

    VGT Low Flow

  • Fluxo intenso

    VGT High Flow


Quais fatores podem ser usados ​​para controlar o ângulo da palheta?

Espero que a carga do motor seja a chave aqui. Embora eu não tenha referências para fazer backup dessa declaração, faz sentido, pois isso afetará diretamente a quantidade de escape que flui sobre as pás da turbina.

Para esse efeito, você pode encontrar os seguintes relacionamentos como entradas úteis:

  • Fluxo de ar em massa - ↑ fluxo = ↑ ângulo
  • Posição do acelerador - ↑ taxa de alteração da posição do acelerador = ↑ ângulo

Observe que não se espera que os relacionamentos sejam lineares!


Então, como será o mapeamento de funções?

Isso vai depender muito do seu turbo e motor.

Se esse fosse o meu projeto, eu seguiria um procedimento experimental semelhante a este:

  • Para uma determinada velocidade do motor e posição do acelerador, comande vários ângulos de palheta
  • Para cada ângulo
    • registrar o fluxo de ar de massa e aumentar o nível

Isso deve fornecer uma linha de base muito boa para a corrida em estado estacionário, pois os dados podem ser usados ​​para executar uma regressão que mapeia o fluxo de ar em massa e a posição do acelerador para o ângulo da palheta que fornece o nível de impulso direcionado.

Essencialmente:

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

Quanto aos transitórios, onde a taxa de mudança de aceleração será mais proeminente, imagino que será muito mais difícil coletar dados de campo. Talvez alguém possa entrar.


De qualquer forma, esse é um empreendimento incrível. Desejo-lhe o melhor neste empreendimento.

Zaid
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obrigado pelos bons votos. Eu gosto da idéia de fazer uma série de medições, mas a teoria aqui é um pouco especulativa quanto à construção do controlador.
Aaron Tijolo