Control de presión de sobrealimentación - Actuador turbo

El actuador del turbocompresor, también llamado caja de control o regulador de la presión de sobrealimentación, es un dispositivo de regulación electrónico para turbocompresores variables y se utiliza principalmente para los turbocompresores de tobera variable (VNT) y de geometría de turbina variable (VTG).

En estos turbocompresores con geometría de turbina variable, el actuador controla de forma fiable y precisa el movimiento de los álabes guía. Mediante el ajuste de los álabes guía se influye en el flujo de gases de escape que llega a la rueda de la turbina y, por tanto, se modifica la presión de sobrealimentación, que puede adaptarse de forma óptima a todos los rangos de revoluciones. La presión de sobrealimentación necesaria se regula según un diagrama característico almacenado en la unidad de control del motor. La unidad de control del motor envía la presión de sobrealimentación deseada en forma de una señal al actuador del turbocompresor a través de una conexión de bus de datos. El actuador ajusta los álabes guía en función de la posición angular deseada contenida en la señal. 

Las ventajas de un dispositivo de regulación electrónico son:

• Respuesta más rápida del turbocompresor incluso con regímenes bajos
• Ajuste exacto de los álabes guía en todos los rangos de revoluciones
• Mejora de los valores de emisión

En la carcasa de la turbina, los álabes guía móviles están dispuestos en círculo sobre un anillo portador y conectados al anillo de ajuste por sus ejes a través de pasadores guía. El anillo de ajuste está a su vez conectado al actuador del turbocompresor a través de un varillaje. 

Si el anillo de ajuste es movido por el actuador, todos los álabes guía se ajustan de forma sincronizada y, por lo tanto, el área de entrada de la turbina se reduce o amplía. Esto, a su vez, influye en el comportamiento del flujo de los gases de escape y, por tanto, en la velocidad de la turbina. Esto permite aumentar o reducir selectivamente la presión de sobrealimentación. 

La función principal del actuador es mover el eje a la posición especificada por la unidad de control o calculada a partir del diagrama característico.

Con la ayuda del sensor de posición inductivo sin contacto (sensor CIPOS), la posición del eje se determina continuamente y se comunica activamente. La determinación del ángulo se realiza de forma inductiva a través de un procedimiento sin contacto y, por lo tanto, sin desgaste, con lo que queda garantizada una alta precisión en la medición a lo largo de toda su vida útil. La tecnología CIPOS empleada se caracteriza sobre todo por su resistencia ante campos magnéticos y por su elevada estabilidad térmica.

Además del sensor CIPOS para la determinación precisa de la posición, la electrónica integrada también incluye el control del motor eléctrico y la diagnosis de fallos. De este modo se pueden detectar los errores, notificarlos e iniciar automáticamente las reacciones adecuadas. El actuador tiene un rango de ángulo de trabajo flexible y realiza un movimiento controlado hasta el tope. 

Dependiendo de la versión, la comunicación en el vehículo es posible tanto a través del bus CAN como a través de una señal modulada por ancho de pulsos (PWM).

Aunque muchos actuadores de turbocompresor tienen el mismo aspecto exterior, el diseño y la configuración difieren según el tipo de vehículo y la unidad de turbocompresor. En la respectiva combinación con el turbocompresor, según los requisitos del fabricante del vehículo, se pueden instalar dos tipos de actuadores de turbocompresor HELLA. Aquí se distingue entre las versiones “Smart” y “Simple”. Mediante una unidad de control integrada, la versión “Smart” regula de forma autónoma el ajuste de los álabes guía, mientras que la versión “Simple” está controlada por una unidad de control del motor de nivel superior. Aunque visualmente son similares, el diseño técnico de la electrónica, el engranaje o la configuración de la carcasa es fundamentalmente diferente.

Por lo tanto, no es posible una reparación mediante el intercambio de varios componentes, como el engranaje o la electrónica, de diferentes actuadores.