Змінювана геометрія турбіни — чи краще вона фіксованою геометрією?

Перші типи турбокомпресорів керувалися тиском, що подається на вестгейт. Коли було досягнуто граничного тиску наддуву, клапан відкривався, дозволяючи надлишковим вихлопним газам виходити у вихлоп. Змінна геометрія турбіни працює інакше і додатково включає так звану. керма, тобто весла. Про що це все? ми відповідаємо!

Що таке турбіна зі змінною геометрією?

Як згадувалося вище, геометрія турбіни в компресорах ВНТ (або ВГТ або ВТГ в залежності від виробника) може бути фіксованою або змінною. Ідея полягає в тому, щоб максимально ефективно керувати вихлопними газами, які виробляють двигун. Турбіна ВНТ має додаткове кільце на гарячій стороні. Весла (або керма) розміщені на ньому. Кут їхнього відхилення регулюється вакуумним клапаном. Ці лопаті можуть зменшити або збільшити простір для потоку димових газів, що впливає швидкість їх потоку. Це дозволяє крильчатці з гарячою стороною обертатися швидше навіть на холостому ході.

Як працює турбокомпресор з фіксованою та змінюваною геометрією?

Коли двигун працює на холостому ходу або в нижньому діапазоні оборотів (це значення залежить від агрегату двигуна та розміру турбіни), вихлопних газів достатньо, щоб турбіна не створювала тиск наддуву. Турбо-лаг виникає при різкому натисканні на педаль газу турбоагрегатах з фіксованою геометрією. Це момент коливання та жодного різкого прискорення. Така турбіна не здатна одразу розігнатися.

Робота турбіни зі змінною геометрією

Змінна геометрія турбіни означає, що навіть на низьких оборотах, коли двигун виробляє мало вихлопних газів, може бути досягнуто корисного тиску наддуву. Вакуумний клапан переводить кермо в положення, що дозволяє зменшити потік вихлопних газів і збільшити швидкість вихлопу. Це призводить до більш швидкого обертання ротора та обертання компресійного колеса на холодній стороні. Тоді навіть негайне натискання на акселератор без вагань переведе у чітке прискорення.

Конструкція турбокомпресора зі змінною геометрією та звичайного турбокомпресора

Водій, що дивиться на турбіну зовні, може не помітити різниці між одним типом та іншим. Геометрія, що змінюється, прихована на гарячій стороні і не буде видно оку. Однак, якщо придивитися, можна побачити набагато більшу частину турбіни прямо поруч із випускним колектором. Додаткові елементи керування повинні розміститися всередині. У деяких типах турбін ВНТ є електропневматичні регулюючі клапани з додатковим кроковим двигуном, що також видно при огляді обладнання.

Турбіна – змінна геометрія та її переваги

Одна з переваг цієї системи ви вже знаєте - вона усуває ефект турбо лага. Є кілька способів усунути це явище, наприклад, збагачення суміші або використання гібридних турбонагнітачів. Тим не менш, змінна геометрія турбіни дуже добре працює в автомобілях з невеликими двигунами, де крива крутного моменту повинна бути високою якомога раніше. Крім того, щоб осердя з ротором і компресійним колесом розігнався, двигун не потрібно крутити до високих обертів. Це важливо для терміну служби агрегату, який може створювати максимальний момент, що крутить, при більш низьких оборотах.

Турбокомпресор із змінною геометрією – недоліки

Недоліками турбіни із змінною геометрією є:

• велика складність конструкції самого пристрою. Це виливається у витрати на купівлю та регенерацію такої турбіни;
• система управління лопатями схильна до забруднення. 

Неправильне використання автомобіля (і переважно самого двигуна) може значно скоротити термін служби турбокомпресора. Будь-які витоку в системі охолодження та тиск також істотно впливають на роботу компонента. На щастя, змінна геометрія є регенерованою і часто не потребує заміни.

Складно не помітити, що геометрія турбіни, що змінюється, корисна, що особливо оціниш при їзді по місту і на обгонах. VNT дозволяє звести ефект турбо лага практично до нуля. Однак у разі збою відновити початкові параметри елементів, що регенеруються, вкрай складно. Хоча їх не завжди потрібно замінювати на нові, їх відновлення складніше, ніж у випадку з традиційними компонентами. Потім можна спостерігати зміну робочих характеристик, наприклад, при гальмуванні. Ви повинні вирішити, чи краще змінна геометрія для вашого автомобіля, ніж фіксована геометрія.