Perėjimas nuo tradicinio pneumatinio išmetamųjų dujų sklendės valdymo prie elektroninio žymi paradigmos pokytį priverstinio oro įpūtimo valdymo srityje. „Turbosmart Gen-V“ elektroninė sklendė (eWG) eliminuoja priklausomybę nuo įsiurbimo kolektoriaus slėgio, oro solenoidų vėlavimo ir guminių membranų terminio dėvėjimosi. Šiame straipsnyje nagrinėjama inžinerinė architektūra, ECU integravimas ir kalibravimo tikslumas, būtini norint užtikrinti šių sistemų veikimą maksimaliu našumu.
„Turbosmart Gen-V“ eWG pagrindą sudaro didelio sukimo momento nuolatinės srovės bešepetėlinis variklis, sujungtas su preciziškai sukonstruota krumpline pavara. Skirtingai nei nuo darbo ciklo (duty-cycle) priklausantys PWM pneumatiniai valdikliai, eWG naudoja uždaro kontūro padėties jutiklį (Hollo efektas), kad itin tiksliai nustatytų sklendės atidarymo eigą. Pavaros mazgas sukonstruotas taip, kad nuolat atlaikytų iki 125°C (257°F) variklio skyriaus temperatūrą, nors didelio karščio automobilių sporto aplikacijose rekomenduojama naudoti šiluminę izoliaciją.
„Gen-V“ e-Wastegate pradinėje būsenoje yra „CAN-bus agnostiška“, t. y. jai reikia pažangaus ECU arba specialaus tarpinio valdiklio, kad signalo įtampa ar CAN pranešimai būtų paversti mechanine padėtimi. Profesionalaus autosporto atveju integravimas dažniausiai apima sklendės padėties (0–100 %) susiejimą su sūkių skaičiaus (RPM), apkrovos (MAP) ir tikslinio įpūtimo slėgio lentelėmis.
Elektros instaliacijai reikalinga 4 arba 5 kontaktų „Deutsch DT“ jungtis. Standartinė kontaktų konfigūracija:
Inžinieriai privalo užtikrinti, kad ECU išvestis galėtų užtikrinti pikinį pavaros variklio srovės poreikį, kuris gali šoktelėti pradinio judesio metu. Tais atvejais, kai ECU neturi integruotų eWG išvesties tvarkyklių, privaloma naudoti antrinį signalo keitiklį, kuris ECU 0–5V arba PWM išvestį paverstų specifinėmis CAN komandomis, reikalingomis pavaros logikos plokštei.
Kalibravimas yra kritiškiausias eWG diegimo etapas. Netinkamas kalibravimas gali sukelti turbinos viršsūkius arba nekontroliuojamą slėgio didėjimą (boost creep), jei „pradinė“ (home) padėtis nėra tiksliai sukonfigūruota.
Prieš užvedant variklį, ECU privalo atlikti visą sklendės „ciklą“. Tai nustato fizines „uždaryta“ (0 %) ir „visiškai atidaryta“ (100 %) ribas. Šiame etape įsitikinkite, kad sklendė tinkamai priglunda turbinos korpuse, kad būtų išvengta nuotėkio.
Skirtingai nei pneumatinėse sistemose, kur derinamos „Gain“ lentelės, eWG reikalauja proporcinio-integralinio-diferencinio (PID) derinimo padėčiai stebėti. Jei sklendė „blaškosi“ ieškodama padėties, sumažinkite proporcinį (P) koeficientą ir padidinkite diferencialinį (D) narį, kad stabilizuotumėte pavaros judėjimą. Įprasti pramonės standartai numato, kad padėties paklaida turi neviršyti +/- 0,5 % nuo nustatytos vertės.
Mechaninis vientisumas yra svarbiausias. Nesilaikant priveržimo momentų specifikacijų, sklendės lizdas gali deformuotis dėl karščio, o tai lemia ankstyvą sistemos gedimą. „Gen-V“ montavimui vadovaukitės šiomis inžinerinėmis specifikacijomis:
Jei sistema praneša apie „padėties klaidą“ (Position Error), diagnostikos procedūrą atlikite tokia tvarka: 1) Patikrinkite, ar sklendės lizde nėra šiukšlių, trukdančių visiškai užsidaryti; 2) Patikrinkite elektros laidus dėl įtampos kritimo (užtikrinkite >13V esant apkrovai); 3) Atlikite šaltąjį kalibravimo ciklą. Jei klaida išlieka, patikrinkite, ar ant sklendės koto nėra susikaupę per daug suodžių, kurie gali viršyti pavaros sukimo momentą. Didelio našumo lenktyniniuose varikliuose, siekiant išlaikyti tolerancijas, vidinį koto valymą reikia atlikti kas 50 trasos darbo valandų.
Integruojant „Turbosmart Gen-V e-Wastegate“ (eWG) į didelio našumo architektūras, būtina tiksliai suprasti CAN protokolo kamštį, kad būtų išvengta kadrų vėlavimo problemų, kurios gali sukelti slėgio svyravimus. Sąveikaujant su pažangiais ECU, tokiais kaip „MoTeC M1“ serija ar „Haltech Nexus R5“, inžinieriai turi teikti pirmenybę PID reguliavimo ciklo atnaujinimo dažniui, kuris, norint valdyti pereinamuosius slėgio pokyčius, turėtų idealiai veikti mažiausiai 200 Hz. Dažnai pageidautina naudoti „Turbosmart BlackBox“ (dalies Nr.: TS-0506-1001) kaip lokalizuotą tiltelio valdiklį, skirtą valdyti H-tilto variklių tvarkykles, taip efektyviai sumažinant didelės srovės perjungimo reikalavimus nuo pagrindinės ECU aparatinės įrangos. Nustatant CAN ID antraštes, kad jos atitiktų specifinį eWG siuntimo greitį – paprastai 500 kbps arba 1 Mbps, priklausomai nuo programinės įrangos versijos – galima pasiekti granuliuotus 0,1% vožtuvo eigos padidėjimus, taip efektyviai pašalinant įprastą dalinio gazo smukimo problemą, pastebėtą senesnėse pneumatinėse sistemose.
Aktuatoriaus korpuso šilumos valdymas išlieka kritiškas stabdis ištvermės lenktynėse, kai spindulinė šiluma iš turbinos spiralinės dalies gali sukelti vidinės logikos plokštės terminį atsitraukimą. Nors standartinis Gen-V korpusas yra skirtas 125°C, dideli darbo ciklo reikalavimai dažnai sukelia šilumos įsiskverbimą, kuris pakenkia Holo efekto jutiklių rinkinio vientisumui, dėl to „namų“ padėtis dreifuoja ir netiksliai nustatoma vožtuvo žemėlapis. Aktyvių aušinimo kontūrų įdiegimas – pateiktų skysčio aušinimo angų įrengimas specialioje grandinėje – yra privalomas programoms, naudojančioms didelio srauto turbinos korpusus, tokius kaip „BorgWarner EFR“ ar „Garrett G-Series G45/G55“, kur išmetamųjų dujų temperatūra (EGT) reguliariai viršija 950°C. Vartotojai taip pat turi užtikrinti, kad deguonies jungtys būtų priveržtos tiksliai 10 Nm, kad būtų išvengta aušinimo skysčio nuotėkio į variklio korpusą ir sukeltų bešepetėlio nuolatinės srovės variklio apvijų dielektrinį gedimą.
Diagnostikos tikslumas priklauso nuo aktuatoriaus variklio srovės suvartojimo stebėjimo, nes nenormalūs šuoliai dažnai yra pagrindinis mechaninio užstrigimo pranašas. Stabilios būsenos operacijos metu srovė turėtų likti siaurame, nuspėjamame intervale; nuokrypiai, viršijantys 20% nuo bazinės linijos, rodo padidėjusią trintį dėl anglies nuosėdų (alyvos kokso) ant vožtuvo kreipiančiosios arba galimą koto iškraipymą dėl šiluminės plėtimosi. Profesionalaus autosporto žurnaluose „Pozicijos klaidos“ kintamojo sekimas, palyginti su „Akumuliatoriaus įtampa“, yra būtinas; įtampos kritimas žemiau 12,8 V esant dideliam variklio apkrovimui gali sukelti tai, kad aktuatorius išsijungs iš uždaros kilpos sinchronizavimo, o tai gali sukelti avarinį saugos žemėlapį. „eWG60“ (dalies Nr.: TS-0505-1201) atveju, patvirtinimas, kad spyruoklės išankstinis sėdynės palaiko sandarumą nuo atgalinio slėgio, viršijančio 3,5 baro, yra gyvybiškai svarbus po kiekvieno 24 valandų ciklo – tai rodiklis, kurio dažnai nepaisoma standartinių variklio būklės auditų metu.