VNT-ahtimen ohjainlaite

Abstract

Opinnäytetyössä suunniteltiin ja rakennettiin muuttuvageometrisen eli VNT-turboahtimen elektroninen ohjainlaite. Olin asentanut omaan autooni nykyaikaisen muuttuvageometrisen ahtimen, jota auton oma elektroniikka ei pystynyt ohjaamaan. Työhön kuului ahtimen toiminnan tutkiminen sekä sille sopivan ohjainlaitteen rakentaminen. Tutkimisvaihe käsitti ahtimen sekä sitä ohjaavien mekaanisten osien toiminnan. Sen pohjalta lähdettiin suunnittelemaan elektroniikkaa jolla ahdinta voidaan ohjata. Elektroniikka sisältää mikro-ohjaimen sekä sen vaatimia oheiskomponentteja. Mikro-ohjaimeen on ohjelmoitu PID-säädinalgoritmi ja se ohjaa turboa PWM-signaalilla. Turbon toiminta oli aluksi arvoitus ja sen tutkimiseen kului paljon aikaa. Paljon aikaa kului myös mikro-ohjaimen ohjelmointiin. Turbon toiminnan tutkiminen ja ohjelmointi tapahtuivat pitkälti samaan aikaan. Turboa oli käytännössä mahdoton testata muuten kuin oikeassa käytössä eli autolla ajaen. Sain laitteen toimimaan kuten halusin. Ohjelmoinnissa opin paljon PID-säätimestä. Työ opetti myös ymmärtämään VNT-ahtimen toimintaa. Työstä on mahdollista tehdä kaupallinen sovellus.

In this bachelors thesis an electronic control device for variable nozzle geometry turbocharger was designed and constructed. A modern variable nozzle geometry turbocharger was installed in the author’s car, whose electronics could not control it. . The work included research and studies about turbochargers and the construction of a suitable controller. The investigation phase included the operation of a turbocharger and the necessary mechanical parts. Based on this, the electronics were planned to control the turbocharger. The electronics included a micro-controller and the required components. The micro-controller has a PID-algorithm programmed inside it to control the turbocharger with PWM-signal. Turbo behaviour was initially a mystery, and it took a long testing time. Also programming the micro-controller was very time consuming. Investigating turbo behaviour and programming took place mainly at the same time. The behaviour of the turbocharger was virtually impossible to test in any other way than driving a car. The device acted as wanted. A gread deal was learned about the PID controller. This thesis project also taught the author to understand the VNT-turbo action. In future it is possible to make a commercial application based on this thesis.