В турбированных двигателях внутреннего сгорания контроллер наддува — это устройство, которое иногда используется для увеличения давления наддува, создаваемого турбокомпрессором. Он достигает этого за счет снижения давления наддува, воспринимаемого перепускным клапаном.
Целью контроллера наддува является снижение давления наддува, воспринимаемого контрольным портом перепускного клапана , чтобы обмануть перепускной клапан и заставить его допускать более высокое давление наддува, чем то, на которое он рассчитан. [1]
Многие контроллеры наддува используют игольчатый клапан , который открывается и закрывается электрическим соленоидом . Изменяя ширину импульса на соленоид, можно приказать соленоидному клапану быть открытым определенный процент времени. Это эффективно изменяет скорость потока давления воздуха через клапан, изменяя количество воздуха, которое выпускается, а не идет в контрольный порт перепускного клапана. Для соленоидов может потребоваться установка ограничителей малого диаметра в линиях управления воздухом, чтобы ограничить поток воздуха и выровнять характер их работы «вкл./выкл.». Двухпортовые системы выпуска соленоида с ПИД -регулятором, как правило, распространены на заводских автомобилях с турбонаддувом. [ требуется цитата ]
Альтернативная конструкция — использовать шаговый двигатель . Эти конструкции позволяют точно контролировать поток воздуха в зависимости от положения и скорости двигателя, но могут иметь низкую общую пропускную способность. Некоторые системы используют соленоид в сочетании с шаговым двигателем, причем шаговый двигатель обеспечивает точное управление, а соленоид — грубое управление.
Большинство современных конструкций представляют собой электронные контроллеры наддува , которые используют электронный блок управления для управления наддувом через соленоид или шаговый двигатель . Принцип работы такой же, как и у старых ручных контроллеров наддува , который заключается в управлении давлением воздуха, подаваемого на привод перепускного клапана. Электронные контроллеры обеспечивают большую гибкость в управлении давлением наддува по сравнению с ручными контроллерами. [2]
Управление работой электронного буст-контроллера может осуществляться одной из двух систем управления:
Удерживая перепускной клапан в закрытом положении чаще, контроллер наддува обеспечивает направление большего количества выхлопных газов через турбокомпрессор, тем самым уменьшая турболаг и снижая порог наддува . [ необходима цитата ]
Независимо от эффективности контроллера наддува, слишком мягкие пружины привода вестгейта могут привести к тому, что вестгейт откроется раньше желаемого момента. Это происходит из-за противодавления выхлопных газов , которое давит на сам клапан вестгейта, заставляя клапан вообще открыться. Таким образом, существует верхний предел эффективности контроллера наддува для заданной жесткости пружины в приводе вестгейта.
Чтобы предотвратить чрезмерное давление наддува в случае отказа, контроллер наддува должен быть спроектирован таким образом, чтобы режим отказа не приводил к сбросу давления. Например, контроллер наддува соленоидного типа должен направлять весь воздух в перепускной клапан, когда он находится в неактивированном положении (обычный режим отказа для соленоида). В противном случае контроллер наддува может застрять в положении, в котором давление наддува не достигает перепускного клапана, что приведет к быстрому выходу наддува из-под контроля.
Кроме того, электронные системы, дополнительные шланги, соленоиды и системы управления добавляют стоимость и сложность. Тем не менее, в последнее время большинство производителей автомобилей используют контроллеры наддува на своих турбированных двигателях. [ необходима цитата ]
В прошлом давление наддува контролировалось путем ограничения или стравливания некоторого количества всасываемого воздуха до того, как он достигнет впускного коллектора . Конструкции, которые ограничивают всасываемый воздух, могут использовать дроссельный клапан на впуске для ограничения потока воздуха по мере приближения желаемого наддува. Конструкции, которые стравливают 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 может использоваться для управления уровнями наддува, исключая необходимость во внешнем контроллере наддува. Кроме того, сам перепускной клапан имеет функцию, похожую на контроллер наддува, в том смысле, что он используется для управления давлением наддува турбокомпрессора.