Automobilių variklių našumas nuolat tobulėja, o viena iš svarbiausių technologijų, leidžiančių padidinti variklio galią ir efektyvumą, yra turbokompresoriai (arba tiesiog - turbinos).
Šiuolaikiniuose automobiliuose turbinos veikimą reguliuoja turbinos valdymo aktuatoriai, kurie kontroliuoja turbinos slėgį ir užtikrina optimalų variklio darbą skirtingomis sąlygomis.
Turbinos valdymo aktuatorius yra įrenginys, kuris reguliuoja išmetamųjų dujų srautą į turbokompresorių. Šis įrenginys gali būti mechaninis arba elektroninis, tačiau jo pagrindinis tikslas - kontroliuoti turbinos suspaudimo slėgį, kad būtų pasiektas optimalus variklio veikimas.
Turbinos valdymo aktuatorių sandara
Turbinos valdymo aktuatoriai susideda iš kelių pagrindinių dalių, kurios užtikrina tinkamą jų veikimą.
Mechaninio turbinos valdymo aktuatoriaus dalys:
- Membrana: viena svarbiausių mechaninio turbinos valdymo aktuatoriaus dalių. Ji veikia kaip slėgio jutiklis, kuris reaguoja į išmetamųjų dujų slėgį. Membranos funkcija yra esminė slėgio reguliavimui.
- Stūmoklis arba strypas: tiesiogiai sujungtas su membrana ir perduoda jos judesį į kitas turbinos dalis. Mechaninis aktuatoriaus strypas yra pritvirtintas prie atliekų išmetimo vožtuvo (angl. wastegate), kuris reguliuoja išmetamųjų dujų srautą.
- Spyruoklė: esminė mechaninio valdymo aktuatoriaus dalis, kuri atsako už slėgio reguliavimą. Spyruoklė sulaiko membraną tam tikroje padėtyje ir pasipriešina jos judesiams iki tol, kol išmetamųjų dujų slėgis viršija nustatytą ribą. Kai slėgis pakyla, spyruoklė susispaudžia, leisdama membranai judėti ir reguliuoti vožtuvo padėtį.
- Atliekų išmetimo vožtuvas (wastegate): mechanizmas, kuris kontroliuoja, kiek išmetamųjų dujų patenka į turbokompresorių. Jis atsidaro arba užsidaro, priklausomai nuo aktuatoriaus siunčiamo signalo. Atliekų išmetimo vožtuvas gali būti vidinis arba išorinis.
Elektroninio turbinos valdymo aktuatoriaus ypatumai:
- Integruotas valdymo blokas (ECU): šiuolaikiniuose automobiliuose vis dažniau naudojami elektroniniai aktuatoriai, kurie turi integruotą valdymo bloką. Elektroninis valdymo blokas (ECU - Engine Control Unit) naudoja jutiklių informaciją, kad tiksliai valdytų turbinos slėgį.
- Jutikliai: elektroninėse sistemose svarbūs yra jutikliai, kurie stebi įvairius variklio ir išmetamųjų dujų parametrus. Šie jutikliai perduoda informaciją elektroniniam valdymo blokui, kuris naudoja šiuos duomenis aktuatoriaus valdymui. Jutikliai stebi įvairius variklio parametrus, tokius kaip išmetamųjų dujų slėgis, variklio temperatūra ir oro srautas.
Elektroninis valdymo blokas suteikia didesnį tikslumą ir greitesnę reakciją, palyginti su mechaniniais aktuatoriais.
Turbinos veikimas - turbokompresorių remonto centras
Turbinos valdymo aktuatoriaus veikimo principas
Turbinos valdymo aktuatorius veikia valdydamas išmetamųjų dujų srautą, kuris eina per turbokompresorių.
Kai variklio apkrova padidėja, didėja ir išmetamųjų dujų kiekis. Dujos sukasi turbinos sraigtą, kuris, savo ruožtu, suspaudžia orą, tiekiamą į variklį.
Kai išmetamųjų dujų slėgis pasiekia tam tikrą ribą, turbinos valdymo aktuatorius (arba jo elektroninis analogas) pradeda reguliuoti šį srautą. Mechaniniame aktuatoriuje spyruoklė susispaudžia, leisdama membranai judėti ir atidaryti wastegate vožtuvą. Tai nukreipia dalį išmetamųjų dujų pro turbiną, taip sumažinant jos sukimosi greitį ir ribojant suspaudimo slėgį. Elektroniniame aktuatoriuje ECU analizuoja jutiklių duomenis ir siunčia komandas, kad būtų pasiektas norimas slėgis.
Tokiu būdu užtikrinamas optimalus variklio veikimas, apsaugoma turbina nuo perkrovos ir palaikomas efektyvus degalų sąnaudų bei galios santykis.