Đối với hệ thống điều khiển turbo, “điều khiển van xả áp” (wastegate valve) sẽ kiểm soát áp suất tăng áp và “điều khiển van bypass” giúp ngăn bớt tiếng ồn khi bướm ga mở đột ngột. Bài viết sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về nguyên lý hoạt động và những ưu điểm nổi bật của hệ thống điều khiển tăng áp.
1. Điều khiển van xả áp (Wastegate valve control)
- Van này dùng điều khiển áp suất tăng áp.
- Dựa trên thông tin từ cảm biến áp suất turbo và cảm biến nhiệt độ không khí nạp được lắp ở phía cổ nạp. ECU động cơ sẽ điều khiển góc mở của van điều chỉnh chân không để tối ưu hóa áp suất tăng áp.
Trong khi lái xe tải nhẹ hoặc khi động cơ khởi động
- ECU động cơ điều khiển van điều chỉnh chân không (vaccum regulating valve) để van xả áp (wastegate valve) mở ra.
- Khi van xả áp được mở ra, khí thải chảy trơn tru, giúp giảm tổn thất năng lượng khi khí thải di chuyển qua các đường ống khi lái xe tải thấp và khi động cơ khởi động, do đó hiệu suất nhiên liệu được cải thiện. ngoài ra, vì đường dẫn đến bộ xúc tác (catalyst) được rút ngắn nên thời gian làm nóng bộ xúc tác có thể được giảm.
Khi tăng tốc và tải cao
- ECU động cơ sẽ điều khiển van điều chỉnh chân không để van xả áp đóng lại. Trong giai đoạn tăng tốc lúc đầu, van xả áp đóng hoàn toàn để cải thiện khả năng phản hồi của turbo, ngoài ra nó cũng điều khiển góc mở của van xả để tạo áp suất tăng áp (mô men xoắn động cơ) theo sự tăng tốc của người lái.
- Khi động cơ được tăng tốc mạnh, van xả sẽ mở ra để bảo vệ động cơ khỏi tình trạng áp suất tăng đột ngột.
*Electric watsegate valve (van xả áp điều khiển bằng điện)
- Điều khiển loại này giống như loại chân không, nhưng có thể kiểm soát lượng áp suất tăng áp một cách chính xác hơn vì van xả được mở và đóng bởi mô tơ.
*Điều khiển van xả đối với động cơ có công suất lớn
- Sự điều khiển sẽ khác so với động cơ tăng áp thông thường vì một số động cơ tăng áp công suất lớn sẽ muốn tăng cường tốc độ phản ứng của turbo. Động cơ tăng áp công suất cao tăng cường mô men xoắn và tốc độ phản ứng của động cơ (nói cách khác là phải giảm được độ trễ turbo), do đó van xả sẽ đóng ngay cả khi tải thấp, ngoại trừ lúc động cơ khởi động.
2. Air bypass valve control
Đây là một bộ điều khiển giúp giảm tiếng ồn phát ra khi bướm ga đóng, chẳng hạn như trong quá trình giảm tốc. nếu bướm ga đóng đột ngột khi đang có áp suất tăng áp, áp suất giữa bướm ga và cánh nén turbo (compressor) tăng đột ngột bởi vì đường di chuyển của không khí nạp bị chặn lại. Do đó, ECU động cơ mở van bypass và trả lại áp suất giữa bướm ga và cánh nén turbo về phía trước cánh nén.
- Được điều khiển bởi ECU động cơ. ECU mở van Bypass bằng cách kích hoạt transistor tùy vào tình huống.
3. Van điều chỉnh chân không (Vaccum regulating valve)
- Được điều khiển bởi ECU động cơ, ECU động cơ điều khiển góc mở van bằng cách thay đổi tỷ số xung hiệu dụng được gửi đến MOSFET, tùy vào độ mở mà van sẽ điều chỉnh chân không để điều khiển van xả áp (wastegate valve).
4. Hệ thống cảm biến
Turbo pressure sensor
- Hệ thống sử dụng cảm biến áp suất để phát hiện áp suất trong ống nạp. cảm biến áp suất tăng áp (Turbo pressure sensor) được lắp đặt trước bướm ga và một cảm biến khác được lắp phía sau bướm ga.
- Áp suất trong đường ống nạp càng cao, điện áp đầu của cảm biến áp suất tăng áp càng cao. Ngoài ra, ECU động cơ có giá trị ngưỡng để phát hiện sự cố và đưa ra DTC khi tín hiệu từ cảm biến áp suất tăng áp vượt quá giá trị ngưỡng.
- Nếu ECU động cơ phát hiện sự cố, nguồn điện cung cấp cho van điều chỉnh chân không (vacuum regulating valve) sẽ bị cắt và hoạt động của turbo cũng bị ngắt.
Lý do vì sao việc cắt điện van điều chỉnh chân không khiến việc turbo cũng bị ngắt. đối với loại điều khiển wastegate bằng chân không, van điều chỉnh chân không điều khiển nhờ chân không được lấy từ bơm chân không và dùng chân không để điều khiển bộ chấp hành (Actuator).
Vì van điều chỉnh chân không được điều khiển bằng cách cấp điện, việc ngắt nguồn điện sẽ đóng van điều chỉnh chân không và ngắt chân không được cấp vào màng chắn của bộ chấp hành. Khi chân không bị ngắt, lò xo bên trong đẩy thanh đẩy theo hướng mũi tên màu đỏ trong hình, làm van xả áp mở ra và turbo không hoạt động.
Cảm biến nhiệt độ không khí nạp (tích hợp trong cảm biến áp suất tăng áp)
- Đối với hệ thống điều khiển tăng áp, ECU động cơ không chỉ giám sát áp suất ống nạp mà còn giám sát nhiệt độ không khí sau khi đi qua bộ làm mát không khí. Nhiệt độ sau khi đi qua bộ làm mát không khí được phát hiện bởi cảm biến nhiệt độ không khí nạp. cảm biến này được tích hợp vào cảm biến áp suất tăng áp sau bướm ga.
- Nhiệt độ phát hiện càng cao, điện áp đầu ra của cảm biến nhiệt độ không khí nạp càng thấp, ngoài ra ECU cũng có giá trị ngưỡng để phát hiện sự cố và đưa ra DTC khi giá trị vượt quá ngưỡng cho phép.
- Nếu ECU động cơ phát hiện cảm biến nhiệt độ không khí nạp trục trặc, hệ thống sẽ chuyển sang chế độ an toàn và ECU động cơ ước tính nhiệt độ không khí mặc định là 45 độ C.
*Điều khiển an toàn
Giới hạn công suất đầu ra
- Khi áp suất tăng vượt quá giá trị ngưỡng cho phép trong quá trình tăng tốc hoặc xảy ra trục trặc trong mạch van điều chỉnh chân không, áp suất tăng áp sẽ bị giới hạn.
- ECU động cơ theo dõi điện áp dowstream của van trong khi điều chỉnh chân không. Nếu hở hoặc ngắn mạch trong mạch van, dây dẫn hoặc ECU, ECU sẽ đưa ra DTC vì có sự khác biệt giữa tín hiệu tỷ lệ nhiệm vụ do ECU gửi và do IC đọc được.
Ngăn cản tăng áp
- Khi mạch cảm biến áp suất tăng áp hoặc mạch cảm biến áp suất khí quyển (tích hợp trong ECU động cơ) hở hoặc ngắn mạch, hoặc bộ truyền động VVT bị kẹt, v.v., ECU động cơ sẽ mở van xả áp và ngăn chặn quá trình tăng áp.
Giới hạn tốc độ đầu ra ở tốc độ thấp
- Nếu hiện tượng cháy sớm xảy ra liên tục trong thời gian ngắn, ECU sẽ giới hạn tiêu chuẩn tăng áp ở tốc độ động cơ thấp. Khi ECU động cơ phát hiện hiện tượng cháy sớm, sẽ thực hiện cắt nhiên liệu tùy theo tình huống để ngăn chặn hiện tượng này. Do đó có thể xảy ra hiện tượng nổ không đều hoặc sốc khi chuyển số, nhưng đây là điều khiển bình thường chứ không phải trục trặc.
Trên đây là toàn bộ thông tin về hệ thống điều khiển tăng áp mà trung tâm VATC muốn gửi đến bạn. Hy vọng bạn đã có thêm cho mình kiến thức hay trong ngày.
Nếu bạn có đang đam mê hoặc muốn tìm hiểu về các khóa học trong ngành ô tô thì liên hệ ngay với trung tâm VATC theo thông tin dưới đây để được tư vấn chi tiết nhất nhé!
Trung Tâm Huấn Luyện Kỹ Thuật Ô Tô Việt Nam – VATC
- Địa chỉ: Số 4-6, Đường số 4, Phường Hiệp Bình Phước, Thành Phố Thủ Đức, Thành phố Hồ Chí Minh
- Điện thoại: 0945711717
- Email: info@oto.edu.vn
Xem thêm:
