Sterowanie VNT za pomocą uC

[Q_mac]

Po kilku bojach udało się zbudować sterowanie turbin VNT za pomocą mikroprocesora do naszych poczciwych TD. Sterowanie nie jest moim projektem, a kolegi Smolki z forum Peugeota 306. Ja jedynie pomagałem mu w założeniach i pomyśle jak ma to działać (zarys "mapy";) )

Na forum można znaleźć kilka sposobów sterowanie turbin VNT, mechanicznych ciśnieniowych, linkowych i ich kombinacji, nawet sterowanie elektroniczne, ale jednak, żadne z nich nie wykorzystuje w pełni zalet turbin VNT. Na żadnym sterowaniu nie uda się zrobić takiego przebiegu doładowania w funkcji obrotów jak sobie życzymy. Dlatego do sterowania postanowiliśmy wykorzystać uC.

Elementem wykonawczym jest poczciwy zaworek N75, sterowany przez PWM o częstotliwości 51 Hz. W pomiarach zastosowano MAP sensor z 1,9 TDI jako pomiar ciśnienia doładowania, aplikacje NE555 zamieniający impulsy z czujnika wału (w 306 sygnał do obrotomierza idzie właśnie z niego) na napięcie (im wyższe obroty tym wyższe napięcie) jako pomiar obrotów i dwa wyłączniki krańcowe na pompie wtryskowej (ustalające położenie pedału gazu).

Jak to działa.

Odpalamy samochód, nie dotykamy gazu więc pierwszy wyłącznik krańcowy jest zwarty-brak doładowania, gruszka wciśnięta, N75 0% wypełnienia. Chodzi o to, że przy jeździe z górki nie ma potrzeby zamulać silnika na wydechu i bujać turbem. Naciskamy lekko gaz (drugi czujnik zamontowany jest gdzieś przed połową drogi pedału gazu-mniej więcej ok. 3000 rpm na biegu jałowym, chodzi o to by jadąc powoli nie osiągać dużego doładowania, VNT potrafi naprawdę nieźle zatkać wydech, kto ma sterowania ciśnieniowe za pomocą gruszki wie jak to się fajnie jeździ mając 0,8 B przy 80 km/h) i program stara się osiągnąć:

do 1700 obr 0,2-0,3B
1700-2300 0,3-0,4B
pow. 2300 0,4-0,5B

Przy spokojnej jeździ i utrzymywanie stałej prędkości w trasie doładowanie jest więc niskie. A zarazem wystarczające dla elastycznej bezdymnej jazdy, nawet kiedy się depnie

Ale Zabawa zaczyna się właśnie kiedy się depnie Tu gruszka zostaje natychmiastowo wciągnięta, turbina się rozpędza, a program stara się je utrzymać w zadanych wartościach:

do 1500rpm 0,5B
-1600-1800 06-07B
-1800-2000 07-08B
-2000-2200 08-09B
-2200-2400 09-1B
-2400-2700 1-1,2B
-2700-4200 1,25B
pow. 4200 1B

Jak widać "mapa" jest raczej dosyć "lajtowa", wszystko jest na razie w testach, ale samochód zrobił się bardzo elastyczny (pompa lucas zwiększona dawka i osłabiona sprężyna w LDA, FMIC z SAAB-a 2,3T, turbo GT18 z SAAB 2,2 TiD). Reakcja na gaz jest natychmiastowa, no i nie dymi jak porządny TD (w sensie wcale). Można jeszcze sporo podlać paliwem, pytanie tylko co na to przeniesienie napędu i ile da rady pompa. Ale jak wspomniałem wszystko w testach, po zakończeniu szykuje się zapewne hamownia.

Wady?

Nie ma rzeczy bez wad. Na chwile obecną problemem są overboosty i niestety kłopoty z "uniwersalnością". Overboosty będzie raczej ciężko opanować, MAP sensor posiada pewną zwłokę (konieczną do prawidłowego działania), a N75 też nie może natychmiast zbić ciśnienia. Jest to rząd wielkości 0,2-0,4B, cały czas kolega pracuje nad zminimalizowaniem problemu.

Większym problemem jest "uniwersalność". Okazuje się że największym problemem jest sterowanie współczynnkiem wypełnienia w funkcji obrotów. Po prostu im większe obroty tym program musi działać wolniej (w skrócie). W początkowej fazie testów ciśnienie dosłownie latało od 0,5 do 1,4 Bara. Program działał zbyt szybko. I to jest problem ponieważ okazuje się, że nie wystarczy napisać mapy pod zadane ciśnienie doładowania. Potrzeba jeszcze sprawdzić jak sterować szybkością zmieniania impulsów. Różne typy turbin mają różną bezwładność wirnika, różnie napędza je silnik. Układ będzie dopracowywany i ciągle badany by jakoś to rozwiązać. Pasowało, by sprawdzić działanie na innym setupie Być może też spróbujemy zastosować pedał gazu, ale miało być prosto prawda?

Kilka zdjęć:

[marcinas1983]

Q_mac, przeczytałem opis i... strasznie to skomplikowane jest... nie lepiej zamiast krańcówek na pompie założyć potencjometr taki jak u mnie fabrycznie był w pompie wtryskowej z land rovera?? Ma płynną regulację więc większe możliwości regulacji.

[Q_mac]

Czegoś takiego przyznam nie widziałem. Bardzo ciekawa rzecz. Program na pewno będzie jeszcze bardziej skomplikowany do tego dojdzie jeszcze kalibracja tego potencjometru (jakie są faktycznie obroty zadane). Tu obecnie wykorzystana jest krańcówka oryginalna z EGR-u (EGR out) i dodatkowa przy puszczonym pedale-dla mnie wydaje się to łatwiejsze. Pytanie jaka jest dostępność takiego potencjometru i jaka jest jego cena bo w pompie bosha banalne do zamontowania Tak to można sobie dowolnie drugą krańcówke ustawić. I w związku z tym zakres z lekkim boostem.

[marcinas1983]

Q_mac, http://moto.allegro.pl/potencjometr-pom ... 98856.html" onclick="window.open(this.href);return false; 200zl sporo, ale może znacznie ułatwić rozbudowę tego systemu i co za tym idzie polepszyć jego funkcjonalność. Można wtedy brać dane o położeniu pedału gazu, dodatkowo prędkość obrotową silnika z czujnika położenia wału... bo jak wiadomo na każdym biegu trzymając stałe obroty pedał gazu różnie jest wciśnięty .

[Q_mac]

Ułaaa, mało to nie jest Wtedy dla pełni obrazu dać jeszcze serwo z modeli RC i sterować pompą wtryskową i pożegnać się z dymem na zawsze... Obecnie układ trochę uogólnia, w praktyce obojętnie jaki bieg i jest naprawdę słodko (nie ma nagłego uderzania po przekroczeniu "granicy", ani zmulania wcześniej-choć wymagało to kalibracji krańcówki). To jest to, że możliwości są praktycznie nieograniczone tylko pytanie gdzie jest granica sensu W przypadku M-TDI to już lepiej gotowego kompa założyć

Tu raczej bym widział coś co pozwoli na łatwą zmianę parametrów. LCD do ich ustalania ? Albo zworki ? Qmpel na pewno to czyta, a jest dość podatny na moje sugestie (i vice versa)

[marcinas1983]

W przypadku M-TDI to już lepiej gotowego kompa założyć

tak, tylko wszelkie mody to musisz jechać do turnera i od nowa pisać program więc cenowo wcale tak pięknie nie jest.... mechaniczną pompę łatwiej doregulować.

[Q_mac]

No wiesz w zasadzie tutaj też każda zmiana wymaga zmiany programu... Chyba, że ktoś ma programator (same wartości można wpisać baaardzo łatwo).

[marcinas1983]

Q_mac, a nie szło by tego przerobić tak, żeby wszelkie wartości doregulowaywać sobie jakimiś potencjometrami, lub poprzez zmianę zworek?? To by sprawiło, że sterownik byłby bardziej uniwersalny.

[arwam]

Q_mac, pomysł bardzo ciekawy ale wymagający jeszcze gruntownego przemyślenia i udoskonalenia.
jest to dobry pomysł choć trochę skomplikowany,
marcinas1983, podsunął Ci jeszcze dobrą propozycje udoskonalenia, warto z niej skorzystać.

ja takie samo działanie uzyskałem za pomocą pneumatyczno-mechanicznego układu. u mnie słabe strony to lekkie zawachania przy zmianie biegów podczas sprintu i po wciśnięciu gazu kiedy wcześniej był puszczony,

i u mnie ciśnienie zadane jest ustawiane nie w zależności od obrotów silnika a tylko od położenia pedału gazu. równie dobrze może być 0.5 bara przy 2000rpm jak i przy 5000rpm. za to ze wstawaniem GTB2260VK już troche gorzej jest bo sapie niemiłosiernie przy obrotach mniejszych niż 1500rpm.
trzeba sztangę wydłużyć i wreszcie usunąć nieszczelnośc na wydechu bo to tutaj może być pies pogrzebany.

kiedy miałem BV43A to miałem overbosty, teraz przy GTB2260VK nie mam ich zupełnie.

[Q_mac]

Tutaj nie ma zawahania no i można depnąć bez ogromnego ciśnienia w dole (żeby mogły jeździć osoby nie obyte z konkretnym autem). Co do overboostów, może na innym turbie (powolniejszym) nie było by takiego problemu. Ciężko wyczuć. Liczyłem że się odezwiesz arwam

marcinas1983, układ jest cyfrowy, tak prosto się niestety nie da. Tu trzeba wrzucić całą mapę doładowania. Można w sumie wrzucić osobny EEPROM i mieć tak gotowe softy.

[marcinas1983]

Q_mac, jaki jest przybliżony koszt tego uC?? Gdyby zastosować potencjometr na pedale gazu można by tak zaprogramować uC żeby przy stałej prędkości doładowanie było zerowe tak jak to jest w TDI... ( tak przynajmniej było u kumpla w passacie 1z ), zaś naduszenie mocniej na gaz owocowało tym, że doładowanie od razu szło do góry .

[arwam]

no i można depnąć bez ogromnego ciśnienia w dole (żeby mogły jeździć osoby nie obyte z konkretnym autem)

w takim układzie jak ja mam też można to osiągnąć przez wydłużenie sztangi.
Q_mac,

czasem warto się pomęczyć żeby dane rozwiązanie doparcować. ja nie mam kiedy ale swojego dopracować ale myślę nad tym i już wymyśliłem żeby dołożyć jeszcze jeden zawór różnicowy ( MBC) i jeszcze siłowniczek z akumulatorem podciśnienia, oraz uruchomić wreszcie BLOW OFF ale żeby nie puszczało powietrze w atmosferę a tylko na stronę ssącą turbosprężarki. pozwoli to w trakcie zmiany biegów czy zdjęcia nogi z gazu spowolnić tempo wytracania obrotów przez wirnik turbosprężarki, co powinno poskutkowac brakiem zawachania po zmianie biegu na inny czy poprostu po zdjęciu nogi z gazu

[Q_mac]

Tu mamy tą przewagę, że każdą zmianę można nanieść dosyć szybko stukając w klawiaturę... Układ jest elastyczny. Mówisz też, że warto się pomęczyć żeby ulepszyć układ-takie jest założenia-ale konkretnie co można polepszyć (prócz tego co już zostało założone)

Koszt elementów powinien się zamknąć w 20-30 zł (PCB z elementami)

[arwam]

na początek myślę że warto się pomęczyć i zamiast krańcówek zamontować taki potencjometr jak kolega zaproponował. skalibrować . a żeby w momencie kiedy turbo osiąga zadane ciśnienie doładowania nie było overboostów to warto nieco ogranicznikiem otworzyć kierownice czyli sprawić alby tak głęboko nie była sztanga wciągana. jeśli ciśnienie uzależnisz nie tylko od obrotów ale tak jak ja od stopnia wciśnięcia gazu to będziesz miał spokój z zapiekaniem kierownic. u mnie odkad mam swój opatentowany system zapomniałem co to problemy z VNT.