Elektronik şarj basıncı kontrolü - Turboşarj aktüatörünün kontrol edilmesi

Kumanda kutusu veya şarj basıncı regülatörü olarak da adlandırılan turboşarj aktüatörü, ayarlanabilir turboşarjlar için bir elektronik kontrol sistemidir ve ağırlıklı olarak değişken memeli türbin (VNT) ve değişken türbin geometrili (VTG) turboşarjlar için kullanılır.

Değişken türbin geometrisine sahip bu turboşarjlarda, aktüatör yönlendirme kanatçıklarının hareketini güvenilir ve hassas bir şekilde kontrol eder. Yönlendirme kanatçıklarını ayarlayarak, türbin çarkına giden egzoz gazı akışı etkilenir ve böylece şarj basıncı değişir ve tüm devir sayısı aralıklarına en uygun şekilde uyarlanabilir. Motor kontrol ünitesinde kayıtlı bir haritalandırmaya göre, gerekli turbo basıncı düzenlenir. Motor kontrol ünitesi, bir veri yolu bağlantısı aracılığıyla turboşarj aktüatörüne bir sinyal şeklinde istenen şarj basıncını gönderir. Aktüatör buna bağlı olarak yönlendirme kanatçıklarını sinyal içerisinde yer alan istenen açısal konuma göre ayarlar. 

Bir elektronik kontrol sisteminin avantajları şunlardır:

• Düşük devirlerde bile turboşarjın daha hızlı tepki vermesi
• Tüm devir aralıklarında yönlendirme kanatçıklarının hassas ayarı
• Emisyon değerlerinin iyileştirilmesi

Türbin muhafazasında, hareketli yönlendirme kanatçıkları bir taşıyıcı halka üzerinde dairesel bir şekilde konumlandırılır ve milleri tarafından kılavuz pimler aracılığıyla ayar halkasına bağlanır. Ayarlama halkası tekrar bir kol bağlantısı aracılığıyla turboşarj aktüatörüne bağlanır. 

Ayarlama halkası aktüatör tarafından hareket ettirilirse, tüm yönlendirme kanatçıkları eş zamanlı olarak ayarlanır ve bu sayede türbin giriş bölgesi küçültülür veya büyütülür. Bunun da egzoz gazı akışındaki akış hareketi ve dolayısıyla türbin hızı üzerinde etkisi vardır. Sonuç olarak, şarj basıncı hedeflenen şekilde artırılabilir veya azaltılabilir. 

Aktüatörün ana işlevi, mili kontrol ünitesi tarafından önceden belirlenen veya haritadan hesaplanan konuma getirmektir.

Temassız endüktif konum sensörü (CIPOS sensörü) yardımıyla, milin konumu sürekli olarak belirlenir ve aktif olarak raporlanır. Bu sırada açı belirlemesi temassız ve dolayısıyla aşınmasız bir yöntem aracılığıyla endüktif olarak belirlenmekte ve bu sayede tüm ürün ömrü boyunca yüksek bir ölçüm hassasiyeti sağlamaktadır. Özellikle manyetik alanlara karşı duyarsızlık ve yüksek sıcaklık sabitliği, kullanılan CIPOS Teknolojisini karakterize etmektedir.

Hassas konum tespiti için CIPOS sensörüne ek olarak, entegre elektronik sistemler elektrik motorunun kontrolünü ve arıza teşhisini de içerir. Bu şekilde, hatalar tespit edilebilir, geri bildirilebilir ve karşılık gelen reaksiyonlar otomatik olarak türetilebilir. Aktüatör esnek bir çalışma açısı aralığına sahiptir ve durma noktasına kadar kontrollü bir hareket gerçekleştirir. 

Tasarıma bağlı olarak, araçtaki iletişim hem CAN veri yolu üzerinden hem de darbe genişliği modülasyonlu bir sinyal (PWM) aracılığıyla mümkündür.

Birçok turboşarj aktüatörü aynı dış görünüme sahip olmasına rağmen, tasarım ve konfigürasyon araç tipine ve turboşarj ünitesine göre farklılık gösterir. Araç üreticilerinin gereksinimlerine göre, turboşarj ile ilgili kombinasyonda iki tip HELLA turboşarj aktüatörü takılmış olabilir. Burada “Smart (Akıllı)” ve “Simple (Basit)” versiyonları arasında bir ayrım yapılmaktadır. “Simple” versiyonu üst seviyedeki bir motor kontrol ünitesi tarafından kontrol edilirken, “Smart” versiyonu, yönlendirme kanatçıklarının ayarını entegre bir kontrol ünitesi aracılığıyla bağımsız olarak kontrol eder. Görsel olarak benzer olmasına rağmen, elektronik aksamın, dişlilerin veya muhafaza konfigürasyonunun teknik tasarımı temelde farklıdır.

Bu nedenle, farklı aktüatörlere ait dişliler veya elektronik aksam gibi muhtelif bileşenleri birbirleriyle değiştirerek bir onarım yapılması mümkün değildir.