Hella Turbo actuador

El principio de un turbocompresor es en realidad muy simple, pero es adecuado controlar esa fuerza bruta. Sin algún tipo de regulador de presión, el turbo bombea aire continuamente y esto no es lo que se desea. Es más, en algunos casos puede causar graves daños al motor. En un escenario idóneo es deseable poder ajustar continuamente la presión del turbo a las circunstancias del momento. Por esa razon, existen los turboactuadores que pueden hacer esta misma tarea. Pero, ¿qué es un actuador exactamente? E incluso más interesante aun, ¿qué pasa cuando un turboactuador se estropea?


Hella Turboactuador

¿Qué se estropea en muchos casos?

Empecemos con los defectos que nos podemos encontrar. Como ya se ha dicho antes, pueden estropearse muchas cosas si no se ajusta correctamente la presión. En realidad, no todas las partes del motor son resistentes a una alta presión y a altas temperaturas. El sistema está estructurado de tal forma, que la centralita del motor entra en modo de emergencia cuando detecta una presión incorrecta. Por eso un turboactuador defectuoso no acarrea más daños al motor. Simplemente genera códigos de error y un rendimiento mucho menor. En los códigos de error guardados se puede ver cuál es el problema del turbo o del regulador de presión:

  • P0234 – Condición de sobrecarga del motor

  • P0299 – Subcarga del turbo

  • P2263 – Avería del sistema potenciador del turbo

Muchas marcas tienen sus propios códigos de error como, por ejemplo, Ford: P132A, P132B.

Pero supongamos que no es el turbo el que tiene problemas, sino el actuador mismo. Luego entraremos en más detalle sobre cómo funciona el sistema regulador en su totalidad, pero podemos ya constatar que el actuador está compuesto principalmente de un motor electrónico, un tornillo sinfín de plástico y un circuito impreso.
Por desgracia, estos componentes tienen varios puntos débiles, pero se puede reparar básicamente todo.
Reparar (o mejor dicho, refabricar) no resulta ningún problema, aunque muchos fabricantes de automóviles digan lo contrario. Preferiblemente venden los turbos completos a sus clientes. Es más, la mayoría de las veces no se puede comprar un turboactuador por separado.

El proceso de refabricación

En ACtronics consideramos que los turboactuadores son mecatrónica: un componente mecánico con componentes electrónicos. Esto también significa que el proceso de refabricación tiene dos fases.

Nuestro departamento de Mecatrónica se encarga de los defectos mecánicos. Tenemos componentes diseñados en nuestra empresa que son comparables al original, o incluso mejores, de manera que nosotros podemos garantizar una calidad alta. En este proceso no sólo sustituimos componentes defectuosos, sino que también tratamos los puntos débiles. En términos concretos eso significa que sustituimos las piezas móviles como precaución, para poder garantizar la calidad del producto refabricado.

Nuestro departamento de soldadura ultrasónica se encarga de los problemas relacionados con la electrónica. Este departamento tiene a su disposición maquinaria sofisticada que puede crear de manera muy precisa nuevas conexiones en y hacia la placa de circuito impreso. Llamamos a este método «soldadura ultrasónica», y usa vibraciones ultrasónicas para conectar las nuevas conexiones al punto de contacto existente. Es un método muy preciso y, al contrario que las soldaduras comunes, tiene la ventaja de que no se expone ningún componente de la placa de circuito impreso a fuentes de calor. De esta manera podemos garantizar una calidad de reparación más alta en comparación con aquéllas que se realizan con soldadura común. También hay que tener en cuenta que las soldaduras ultrasónicas no son siempre la mejor manera de hacer conexiones. En ciertas circunstancias, la soldadura común es más aconsejable. Dedicaremos un artículo aparte sobre este tema más adelante.

Una vez reparado el turboactuador, realizamos siempre una amplia prueba final. Nuestro banco de pruebas nos permite simular cada señal de la centralita del motor. No sólo hacemos pruebas para ver si todo se mueve sin problemas, también podemos controlar si funcionan correctamente los dispositivos electrónicos en la placa de circuito impreso. El banco de pruebas puede incluso medir el par y la posición. De esta forma, al final de la comprobación sabemos de manera fiable que el producto refabricado funciona como mínimo igual de bien que el ejemplar original.
Detalle interesante: el banco de pruebas ha sido diseñado y desarrollado por nosotros mismos!

El Turboactuador en detalle

Los técnicos y los especialistas en turbos, considerarán seguramente esta explicación un poco demasiado simplificada, pero un turbo, descrito de manera sucinta, son dos ruedas compresoras instaladas en una carcasa única. La rueda compresora turbina instalada en el lado de salida empieza a girar por el aire que sopla por la salida. Este movimiento giratorio pasa de un eje a la rueda compresora instalada en el lado de entrada. Esta empieza también a girar, de tal forma que las aletas especialmente diseñadas “palean” aire dentro del motor. Cuanta más alta es la velocidad de las ruedas compresoras, más alta sube la presión, lo que hace que el aire se desplace dentro del motor.

Y aquí está el problema: un turbo no sabe cuándo parar. Estaría bien si este suministro de gases de escape funcionase así, que se generase siempre la cantidad correcta de fuerza propulsora y que no fuese puramente dependiente de las revoluciones del motor y de la posición del acelerador. Varios técnicos empezaron a trabajar con esta idea en mente y crearon la siguiente solución: turbos de geometría variable. Este nuevo tipo de turbo utiliza aletas ajustables alrededor de la rueda compresora central instalada en el lado de la salida. Al desplazar con el anillo de ajuste la posición de estas aletas, se puede variar la cantidad de gas de salida que llega a la turbina. ¡Problema resuelto!

El turboactuador en detalle

Bueno…no del todo. El sistema de aletas variables está compuesto sólo de piezas mecánicas y, por lo tanto, no puede controlarse por sí mismo. Por eso se inventaron los turboactuadores. Estos pueden tirar de la varilla que controla las aletas ajustables. Los turboactuadores se pueden dividir, básicamente, en tres categorías:
los actuadores regulados neumáticamente, los actuadores regulados electrónicamente y los actuadores híbridos. Aun así, los turbos de geometría variable sólo tienen actuadores híbridos y regulados electrónicamente. Por esa razón no hablaremos aquí de la técnica que hay tras los actuadores neumáticos.

Actuadores regulados electrónicamente

Los actuadores regulados electrónicamente están diseñados para reaccionar a las señales eléctricas que se mandan desde la centralita del motor. Por lo tanto, la medida en la que se ajustan las paletas depende de lo que decida la centralita del motor. La centralita del motor tiene información sobre varios aspectos, como la temperatura del motor y la presión de entrada, pero también puede reaccionar basándose en las señales recibidas sobre las opciones, como el modo de conducción (p.ej. Neutral, dinámico o deportivo). Esto es de gran interés para los fabricantes de automóviles, porque permite añadir nuevas configuraciones como una presión más baja del turbo en un motor frío o una presión levemente más alta del turbo una vez que se activa el modo deportivo. Por eso encontramos tantas veces actuadores regulados electrónicamente en coches con motores turbo modernos. Audi, BMW, Citroën, Ford, Jaguar, Mercedes-Benz, Peugeot, Volvo, VW… todos utilizan el actuador Hella regulado electrónicamente, a menudo en combinación con un turbo Garrett.

Actuadores regulados electrónicamente Hella

¿Sabía que…?

¿Las aletas de un VGT (turbocompresor de geometría variable) suelen atascarse por culpa de hollín? Esto no sólo afecta al rendimiento del sistema, sino que también puede dañar el turboactuador. Por eso controle siempre que las aletas de un VGT puedan moverse libremente en caso de que un turboactuador se estropee. Haga esto también para evitar que el nuevo turboactuador se sobrecargue. Para comprobarlo bien, lo mejor es soltar la varilla conectada a la horquilla y mover la horquilla hacia adelante y atrás.

El proceso de refabricacion Hella

Como ya se explicó anteriormente, los turboactuadores Hella regulados eléctricamente están compuestos básicamente de un motor electrónico, un tornillo sinfín y un circuito impreso. Las señales de la centralita del motor son procesadas por el circuito impreso, que emite al motor eléctrico la señal para girar a la izquierda o la derecha en un momento determinado. De esta forma, el tornillo sinfín mueve la horquilla del VGT a la posición deseada. Este no tiene por qué estar abierto o cerrado completamente, ya que el ajuste se puede modificar girando la varilla.

Hay dos tipos de turboactuadores Hella: un REA (Actuador Electrónico Giratorio) y un SREA (Actuador Electrónico Giratorio Simple). Ambas versiones usan conectores de 5 pines. Aun así, la asignación de los polos varía:

SREA:

SREA Hella Turboactuador

  • 1. Girar el motor a la derecha

  • 2. Girar el motor a la izquierda

  • 3. Masa

  • 4. Señal PWM de 5V (1 kHz)

  • 5. 5V

REA:

REA Hella Turboactuador

  • 1. 12V

  • 2. Masa

  • 3. CAN-L

  • 4. Señal PWM de 5V (1kHz)

  • 5. CAN-H

Además de en la asignación de los pines, ambas versiones difieren naturalmente en más puntos, como por ejemplo la manera en la que se modifica y determina la posición de la varilla. El SREA recibe la indicación de girar el motor electrónico durante un tiempo determinado a través de una señal en bloque simple a los pines 1 y 2.
De esta manera se ajusta la varilla a la posición correcta. Sin embargo, el REA usa un mensaje CAN para determinar cuál es la acción deseada. La posición de la varilla se mide en la PCB (circuito impreso). El sensor que mide esta posición se denomina “sensor C.I.P.O.S.”. Este valor se compara con el valor deseado y, en caso necesario, el motor recibe una señal para que mueva la varilla a la posición deseada. Parece complejo, pero esto también tiene sus ventajas. De esta manera se sabe en todo momento la posición de la varilla y se puede así descartar cualquier anomalía. Además, así la centralita del motor puede usar la posición como señal para cualquier operación y cálculo. De esta manera el sistema se vuelve un poco más dinámico.

Actuadores híbridos

También hay turbos de geometría variable que no usan el turboactuador eléctrico Hella, cuyo ajuste se realiza en parte neumáticamente, como por ejemplo algunos motores JTD del grupo Fiat. Pero, ¿por qué usar este método? Hay situaciones en las que se quiere usar actuadores regulados electrónicamente, pero simplemente no se puede. Puede ser que se necesite buscar otra solución, por ejemplo, por falta de espacio o por la configuración del turbo. Por eso mismo se inventaron los actuadores híbridos

Aunque el nombre dé a suponer que se trata de una sola pieza, el actuador híbrido está en realidad compuesto de un actuador neumático “antiguo” y una válvula reguladora eléctrica, ajustada por la centralita del motor. El actuador neumático utiliza para ello la sobrepresión del conducto de admisión para ajustar el anillo de ajuste de las aletas.
Sin embargo, este ajuste está controlado por la pequeña válvula de ajuste eléctrica. Una señal de la centralita del motor hace que se abra o cierre más esta válvula, y así el turboactuador recibe más o menos sobrepresión de la entrada. Se puede ajustar cómo se controla la varilla, y por lo tanto en qué posición se encuentran las aletas de ajuste, variando la apertura de la válvula.

Para ser sinceros, el sistema funciona con un poco menos de precisión y su configuración es menos dinámica en comparación con el REA de Hella, pero sirve perfectamente como alternativa. La válvula reguladora eléctrica es, en este concepto, no sólo más pequeña en tamaño que el turboactuador Hella entero, sino que también hace posible utilizar turbocompresores en los casos en los que no se pueden usar los turboactuadores por la configuración. Además, los componentes electrónicos en este concepto se han distanciado de las enormes temperaturas fluctuantes alrededor del turbocompresor. Especialmente en motores donde el calor se evacua menos adecuadamente, los actuadores híbridos son un buen compromiso. En cualquier caso, podemos imaginar que un fabricante de automóviles en ciertos casos elija una solución alternativa, y no un turboactuador Hella.

Desmontaje de la unidad

El problema más grande durante el desmontaje es, seguramente, la accesibilidad del Hella Tubrbo Actuator (Garret Turbo). Esto varía considerablemente según el automóvil. No le será difícil al mecánico desmontar el turboactuador una vez que se haya creado el suficiente espacio. Primero habrá que desconectar el conector, y desacoplar la varilla y el VGT. La varilla está sujeta con una arandela de retención. Una vez hecho esto, sólo hay que soltar los 3 tornillos para poder quitar el turboactuador.

Tenga en cuenta durante el montaje:
Hay un margen de ajuste determinado por los 3 tornillos que sujetan el actuador. Por eso no se puede atornillar el turboactuador “a ojo de buen cubero”. Solicite los documentos específicos del coche para consultar las instrucciones relacionadas con este ajuste.