En los motores de combustión interna turboalimentados , un controlador de impulso es un dispositivo que a veces se utiliza para aumentar la presión de impulso producida por el turbocompresor. Lo logra reduciendo la presión de sobrealimentación vista por la válvula de descarga.
El propósito de un controlador de impulso es reducir la presión de impulso vista por el puerto de referencia de la válvula de descarga , con el fin de engañar a la válvula de descarga para que permita presiones de impulso más altas de las que fue diseñada. [1]
Muchos controladores de refuerzo utilizan una válvula de aguja que se abre y se cierra mediante un solenoide eléctrico . Al variar el ancho del pulso al solenoide, se puede ordenar que la válvula solenoide esté abierta un cierto porcentaje del tiempo. Esto altera efectivamente el caudal de presión de aire a través de la válvula, cambiando la cantidad de aire que se purga en lugar de ir al puerto de referencia de la válvula de descarga. Los solenoides pueden requerir la instalación de restrictores de pequeño diámetro en las líneas de control de aire para limitar el flujo de aire e igualar la naturaleza de encendido/apagado de su operación. Los sistemas de purga de solenoide de dos puertos con un controlador PID tienden a ser comunes en los automóviles turboalimentados de fábrica. [ cita necesaria ]
Un diseño alternativo es utilizar un motor paso a paso . Estos diseños permiten un control preciso del flujo de aire según la posición y la velocidad del motor, pero pueden tener una capacidad total de flujo de aire baja. Algunos sistemas utilizan un solenoide junto con un motor paso a paso, donde el motor paso a paso permite un control fino y el solenoide un control aproximado.
La mayoría de los diseños modernos son controladores de impulso electrónicos que utilizan una unidad de control electrónico para controlar el impulso mediante un solenoide o un motor paso a paso . El principio de funcionamiento es el mismo que el de los controladores de refuerzo manuales más antiguos , que consiste en controlar la presión de aire presentada al actuador de la válvula de descarga. Los controladores electrónicos añaden mayor flexibilidad en la gestión de las presiones de sobrealimentación, en comparación con los controladores manuales. [2]
El accionamiento de un controlador de refuerzo electrónico puede gestionarse mediante uno de dos sistemas de control:
Al mantener la válvula de descarga en posición cerrada con más frecuencia, un controlador de impulso hace que una mayor cantidad de gases de escape pasen a través del turbocompresor, lo que reduce el retraso del turbo y reduce el umbral de impulso . [ cita necesaria ]
Independientemente de la efectividad del controlador de impulso, los resortes del actuador de la válvula de descarga que son demasiado blandos pueden hacer que la compuerta de descarga se abra antes de lo deseado. Esto se debe a que la contrapresión de los gases de escape empuja contra la propia válvula de descarga, lo que hace que la válvula se abra del actuador. Por lo tanto, existe un límite superior para la efectividad de un controlador de refuerzo para una rigidez de resorte determinada en el actuador de válvula de descarga.
Para evitar presiones de sobrealimentación excesivas en caso de una falla, el controlador de sobrealimentación debe diseñarse de modo que el modo de falla no provoque una purga de presión. Por ejemplo, un controlador de refuerzo tipo solenoide debe dirigir todo el aire a la válvula de descarga cuando está en la posición no energizada (el modo de falla común para un solenoide). De lo contrario, el controlador de impulso podría quedarse atascado en una posición que no permita que la presión de impulso llegue a la válvula de descarga, lo que provocará que el impulso se salga rápidamente de control.
Además, los sistemas electrónicos, mangueras adicionales, solenoides y sistemas de control añaden costos y complejidad. Sin embargo, últimamente la mayoría de los fabricantes de automóviles utilizan controladores de impulso en sus motores turboalimentados. [ cita necesaria ]
En el pasado, las presiones de sobrealimentación se controlaban restringiendo o purgando parte del aire de admisión antes de que llegue al colector de admisión . Los diseños que restringen la entrada de aire pueden usar una válvula de mariposa en la entrada para restringir el flujo de aire a medida que se acerca el impulso deseado. Los diseños que purgan el aire de admisión funcionan de manera similar a una válvula de purga , pero de forma constante para mantener la presión de sobrealimentación deseada. Estos métodos rara vez se utilizan en los sistemas modernos debido a los grandes sacrificios en eficiencia, calor y confiabilidad.
El turbocompresor de geometría variable se puede utilizar para gestionar los niveles de impulso, eliminando la necesidad de un controlador de impulso externo. Además, la válvula de descarga tiene una función similar a la de un controlador de impulso, ya que se utiliza para gestionar la presión de impulso del turbocompresor.