Varijabilna geometrija turbine - je li bolja od fiksne geometrije?

Prvi tipovi turbopunjača bili su kontrolirani pritiskom primijenjenim na wastegate. Kada je dostignuta granica tlaka prednabijanja, ventil se otvorio, dopuštajući da višak ispušnih plinova izađe u ispuh. Varijabilna geometrija turbine radi drugačije i dodatno uključuje tzv. kormila, tj. vesla. O čemu se radi? odgovaramo!

Što je turbina promjenjive geometrije?

Kao što je gore spomenuto, geometrija turbine u VHT kompresorima (ili VGT ili VTG ovisno o proizvođaču) može biti fiksna ili promjenjiva. Ideja je što učinkovitije upravljati ispušnim plinovima koje proizvodi motor. VNT turbina ima dodatni prsten na vrućoj strani. Na njega se postavljaju vesla (ili kormila). Kut njihovog odstupanja reguliran je vakuumskim ventilom. Ove lopatice mogu smanjiti ili povećati prostor za protok dimnih plinova, što utječe na brzinu njihovog protoka. To omogućuje rotoru s vrućom stranom da se okreće brže čak iu praznom hodu.

Kako radi turbopunjač fiksne i varijabilne geometrije?

Kad motor radi u praznom hodu ili je u niskom rasponu broja okretaja (ovisno o sklopu motora i veličini turbine), ima dovoljno ispušnih plinova da spriječi turbinu da stvara tlak prednabijanja. Turbo lag se javlja kada se papučica gasa snažno pritisne na turbo jedinicama fiksne geometrije. Ovo je trenutak oklijevanja i nema naglog ubrzanja. Takva turbina nije u stanju odmah ubrzati.

Rad turbine s promjenjivom geometrijom

Promjenjiva geometrija turbine znači da se čak i pri niskom broju okretaja, kada motor proizvodi malo ispušnih plinova, može postići upotrebljiv tlak prednabijanja. Vakuumski ventil pomiče kolo upravljača u položaj za smanjenje protoka ispušnih plinova i povećanje brzine ispušnih plinova. To rezultira bržom rotacijom rotora i rotacijom kompresijskog kotača na hladnoj strani. Tada će se čak i trenutni pritisak na papučicu gasa bez oklijevanja pretvoriti u jasno ubrzanje.

Dizajn turbopunjača varijabilne geometrije i konvencionalnog turbopunjača

Vozač koji promatra turbinu izvana možda neće primijetiti razliku između jednog i drugog tipa. Promjenjiva geometrija skrivena je na vrućoj strani i neće biti vidljiva oku. Međutim, ako bolje pogledate, možete vidjeti puno veći dio turbine odmah do ispušne grane. Dodatne kontrole trebale bi stati unutra. Kod nekih tipova VNT turbina postoje i elektropneumatski regulacijski ventili s dodatnim koračnim motorom, što je također vidljivo prilikom pregleda opreme.

Turbina - promjenjiva geometrija i njene prednosti

Jedna od prednosti ovog sustava koju već poznajete je ta da eliminira učinak turbo laga. Postoji nekoliko načina za uklanjanje ove pojave, poput obogaćivanja smjese ili korištenja hibridnih turbopunjača. Međutim, promjenjiva geometrija turbine radi vrlo dobro u automobilima s malim motorima gdje krivulja okretnog momenta mora biti visoka što je prije moguće. Osim toga, da bi se jezgra s rotorom i kompresijskim kotačem ubrzala, motor ne treba vrtjeti na velike brzine. Ovo je važno za vijek trajanja jedinice, koja može generirati maksimalni okretni moment pri nižim okretajima.

Turbopunjač s promjenjivom geometrijom - nedostaci

Nedostaci turbine varijabilne geometrije su:

• velika složenost dizajna samog uređaja. To rezultira troškom nabave i regeneracije takve turbine;
• sustav upravljanja lopaticama je osjetljiv na kontaminaciju. 

Nepravilna uporaba vozila (u osnovi samog motora) može značajno skratiti vijek trajanja turbopunjača. Eventualna curenja u rashladnom sustavu i tlak također imaju značajan utjecaj na rad komponente. Srećom, promjenjiva geometrija se regenerira i često je nije potrebno mijenjati.

Teško je ne primijetiti da je korisna promjenjiva geometrija turbine, što ćete posebno cijeniti u gradskoj vožnji i pretjecanjima. VNT vam omogućuje smanjenje učinka turbo kašnjenja gotovo na nulu. Međutim, u slučaju kvara, vrlo je teško vratiti izvorne parametre regeneriranih elemenata. Iako ih nije uvijek potrebno zamijeniti novima, teže ih je popraviti nego tradicionalne komponente. Tada se može primijetiti promjena u performansama, na primjer pri kočenju. Morate odlučiti je li varijabilna geometrija bolja za vaše vozilo od fiksne geometrije.