Elektroniczna regulacja ciśnienia doładowania

Siłownik turbosprężarki, zwany również aktuatorem, nastawnikiem lub regulatorem ciśnienia doładowania, jest elektronicznym urządzeniem sterującym regulowanej turbosprężarki i jest stosowany głównie w turbosprężarkach o zmiennej geometrii (VNT lub VTG).

W tych turbosprężarkach o zmiennej geometrii siłownik niezawodnie i precyzyjnie reguluje ustawienie łopatek kierujących. Poprzez zmianę położenia łopatek kierujących wpływa się na przepływ spalin na koło turbiny, a tym samym zmienia się ciśnienie doładowania, które można optymalnie dostosować do wszystkich zakresów prędkości obrotowej. Wymagane ciśnienie doładowania jest regulowane zgodnie z mapą charakterystyk zapisaną w sterowniku silnika. Sterownik silnika wysyła żądane ciśnienie doładowania w formie sygnału do siłownika turbosprężarki poprzez magistralę danych. Aktuator ustawia odpowiednio łopatki kierujące zgodnie z żądanym położeniem kątowym zawartym w sygnale. 

Zaletami elektronicznego urządzenia sterującego są:

• Szybsza reakcja turbosprężarki nawet przy niskich prędkościach obrotowych silnika
• Dokładna regulacja ustawienia łopatek kierujących we wszystkich zakresach prędkości obrotowej
• Poprawa emisji spalin

Ruchome łopatki kierujące są osadzone w obudowie turbiny po obwodzie na pierścieniu mocującym i połączone z pierścieniem regulacyjnym za pomocą sworzni prowadzących na osiach łopatek. Pierścień regulacyjny jest z kolei połączony z siłownikiem turbosprężarki za pomocą cięgna. 

Jeśli pierścień regulacyjny jest przesuwany przez siłownik, to wszystkie łopatki kierujące są przestawiane synchronicznie i w ten sposób powierzchnia wlotowa turbiny jest zmniejszana lub zwiększana. To z kolei ma wpływ na efektywność przepływu spalin, a tym samym na prędkość obrotową turbiny. Dzięki temu ciśnienie doładowania może być w sposób celowy zwiększane lub zmniejszane. 

Głównym zadaniem siłownika (aktuatora) jest ustawienie wałka do pozycji określonej przez sterownik lub obliczonej na podstawie mapy.

Położenie wałka jest określane w sposób ciągły za pomocą bezdotykowego, indukcyjnego czujnika położenia (czujnik CIPOS) i aktywnie przekazywane dalej. Pomiar kąta odbywa się na zasadzie indukcyjnej metodą bezdotykową, a więc bezzużyciową, co zapewnia wysoką dokładność pomiarów na przestrzeni całego okresu eksploatacji. Zastosowaną technologię CIPOS charakteryzuje przede wszystkim wysoka odporność na pola elektromagnetyczne i stabilność termiczna.

Oprócz czujnika CIPOS do precyzyjnego określania pozycji, zintegrowana elektronika obejmuje również sterowanie silnikiem elektrycznym i diagnostykę usterek. W ten sposób można wykrywać usterki, zgłaszać je oraz automatycznie inicjować odpowiednie reakcje. Siłownik posiada elastyczny zakres kąta pracy i wykonuje kontrolowany ruch do ogranicznika końcowego. 

W zależności od wersji, komunikacja w pojeździe możliwa jest zarówno poprzez magistralę CAN, jak i poprzez sygnał modulowany szerokością impulsu (PWM).

Mimo że wiele siłowników turbosprężarek wygląda z zewnątrz tak samo, to ich budowa i konfiguracja różni się w zależności od modelu pojazdu i turbosprężarki. W odpowiedniej kombinacji z turbosprężarką, zgodnie z wymaganiami producenta pojazdu, mogą być zamontowane dwa typy siłowników HELLA do turbosprężarek. Rozróżnia się tutaj wersje „Smart” oraz „Simple”. „Smart”, dzięki wbudowanej jednostce sterującej, autonomicznie reguluje ustawienie łopatek kierujących, natomiast wersja „Simple” jest załączana przez nadrzędny sterownik silnika. Mimo podobieństw zewnętrznych, techniczna koncepcja elektroniki, przekładni lub konfiguracji obudowy jest zasadniczo różna.

Dlatego naprawa polegająca na podmianie części, takich jak przekładnia lub elektronika, pochodzących z różnych siłowników nie jest możliwa.