Home / Colectia 2015 / COMANDA PWM A SUPAPELOR CU SOLENOID

COMANDA PWM A SUPAPELOR CU SOLENOID

Motoarele cu ardere interna moderne sunt echipate cu sisteme electronice de control. Aceste sisteme comanda diferite actuatoare electrice (solenoizi, motoare) cu scopul de a creste performantele dinamice ale motorului (injectie, turbocompresor) si de a reduce emisiile poluante (vana EGR, canistra de carbon activ).

image001                                                                          Semnal analogic si digital

De exemplu tensiunea unei baterii de automobil este un semnal analogic. Tensiunea bateriei, in functie de starea de incarcare, poate varia intre 0 si 13 V. Daca de exemplu conectam un consumator la bateria de acumulatori acesta va fi pus sub o tensiune care va varia continuu, in functie de curentul pe care-l consuma.

Altfel spus, un semnal analogic este un semnal care poate varia continuu, intre un minim si un maxim.

image002

Supapa cu solenoid pentru comanda pneumatica a vanei EGR

Solenoizii supapelor de control ale sistemelor automobilului sunt actionate cu semnale (tensiuni) analogice. De exemplu, o supapa EGR actionata cu solenoid poate fi deschisa in orice pozitie, intre minim si maxim, in functie de tensiunea de alimentare. Daca-i aplicam 0V va fi complet inchisa (0%), la 13V complet deschisa (100%) si va avea pozitii intermediare, la tensiuni de comanda intermediare (ex. 60% deschisa pentru o tensiune de 7.8V).

image004              Supapa cu solenoid pentru comanda pneumatica a geometriei turbocompresorului

Pe langa supapa de comanda pneumatica a vanei EGR, geometria turbocompresorului cat si pozitia arborelui cu came, la o distributie variabila continua, este controlata cu ajutorul unor supape cu solenoizi.

image006                                                  Supapa comanda hidraulica distributie variabila

Pe de alta parte un semnal digital este un semnal care are valori discrete, un minim si un maxim. Un semnal digital nu are decat doua stari/valori, de exemplu 0 V sau 13 V.

Comanda calculatorului de injectieeste digitala, tensiune de iesire pe un anumit pin poate lua doar valori discrete, 0V sau Ubat (tensiunea bateriei).

Dezavantajul circuitelor de comanda analogice este data de faptul ca acestea isi schimba caracteristicile in timp si sunt dificil de controlat. De asemenea, circuitele analogice consuma energie multa, se incalzesc si sunt sensibile la perturbatii. in sens opus, circuitele digitale sunt mai usor de implementat, au dimensiuni si masa reduse, disipa mai putina caldura si sunt in general imune la perturbatii.

Intrebarea este: cum controlez componentele analogice (solenoid EGR, turbocompresor, distributie variabila) cu un sistem de control digital (calculatorul de injectie)? Simplu, cu comanda PWM!

image008
Caracteristici semnal PWM

PWM este abrevierea din pentru expresia in limba engleza Pulse Width Modulation. in traducere inseamna Modulatia in Durata a Impulsurilor.

Un semnal PWM este un semnal dreptunghiular caracterizat de:
• valoare minima (0V)
• valoare maxima (Ubat)
• Perioada (durata)
• factor de umplere („duty cycle”)

Factorul de umplere reprezinta procentul din perioada cat semnalul are valoarea maxima:

image010

 

 
Daca, de exemplu perioada semnalului este de 1 s iar valoare maxima este tinuta 0.5 s, atunci factorul de umplere este de 50% deoarece doar jumatate din perioada intreaga a semnalului este mentinuta la valoarea maxima (Ubat).

Marele avantaj al utilizarii acestui semnal este posibilitatea de a obtine o tensiune medie echivalenta in functie de factorul de umplere. in acest mod, un calculator de injectie poate controla o componenta analogica cu ajutorul unui semnal digital. in functie de durata factorului de umplere se poate obtine o tensiune medie variabila intre un minim (0V) si un maxim (12V).image012

 

 

 

 

 

 

image014

 

 

 

 

 

 

image016

 

 

 

 

 

 

Variatia tensiunii aplicate pe actuator in functie de factorul de umplere.

 

(continuarea in nr. 04 / 2015 al revistei AutoTehnica)

About xmeditor

Check Also

DISTRIBUTIA VARIABILA

Inca din secolul XIX au fost folosite astfel de sisteme la motoarele cu aburi, prin …