Co to jest turbina ze zmienną geometrią?

Turbina ze zmienną geometrią jest to szczególny typ turbosprężarki, w której łopatki turbiny podlegają płynnej zmianie kąta nachylenia. Takie rozwiązanie ma na celu zmniejszenie bezwładności, a także efektu turbodziury. Do prawidłowego działania turbosprężarki potrzebny jest odpowiedni pęd wylatujących kolektorem wydechowym spalin, ponieważ bez niego łopatki turbiny nie kręcą się i nie przekazują tego napędu sprężarce. Aktywna regulacja kąta nachylenia tych łopatek pozwala częściowo rozwiązać problem. Dzięki odpowiedniemu ułożeniu łopatek turbiny podzespół może najpierw skutecznie rozpędzić się przy niewielkiej ilości spalin wyrzucanych pod niedużym ciśnieniem, a później, w miarę wzrostu prędkości obrotowej silnika, efektywnie wykorzystać więcej spalin przy wysokich obrotach.

Technologia zmiennej geometrii w turbosprężarkach - Zmienna geometria turbiny 1.9 TDI

Do prawidłowego działania turbosprężarki potrzebny jest odpowiedni pęd wylatujących kolektorem wydechowym spalin, w innym wypadku łopatki turbiny nie kręcą się i nie przekazują napędu sprężarce. W celu zmniejszenia tego problemu stosowana jest turbosprężarka o zmiennej geometrii łopatek, czyli specjalny typ podzespołu, w którym łopatki turbiny podlegają płynnej zmianie kąta nachylenia. Główną zaletą takiego systemy jest wyeliminowanie efektu „turbodziury”, a także jest to najprostsza metoda na poprawę osiągów silnika, bez konieczności zastępowania go większą jednostką. Turbina ze zmienną geometrią łopatek zapewnia również mniejsze zużycie paliwa oraz stanowi samoistne zabezpieczenie przed osiąganiem zbyt dużych prędkości obrotowych. Zastosowanie tego podzespołu gwarantuje większy komfort pracy przy niższym zużyciu paliwa.

Zmienna geometria turbiny – budowa, działanie - Jak działa turbina ze zmienną geometrią

Zmienna geometria turbosprężarki powoduje, że nawet na niskich obrotach, gdy silnik wytwarza niewiele spalin, można uzyskać użytkowe ciśnienie doładowania. Zawór podciśnieniowy ustawia kierownice turbiny w pozycji zmniejszającej przepływ spalin, w celu zwiększenia ich prędkości. To wpływa na szybsze obracanie się wirnika i napędzanie koła kompresji – wtedy nawet natychmiastowe wciśnięcie pedału gazu przełoży się na wyraźne przyspieszenie. Zmienna geometria kierownic jest schowana po stronie gorącej i nie jest widoczna dla oka, jednakże przyglądając się bliżej, możemy zauważyć zdecydowanie większą część turbiny tuż przy kolektorze wydechowym. Wewnątrz zmieścić się muszą dodatkowe elementy sterujący.

Jak działa turbosprężarka ze zmienną geometrią kierownicy VGT? -Turbina o zmiennej geometrii

Turbosprężarka ze zmienną geometrią kierownic najczęściej ma wirnik, który cechuje się stałym kształtem i wymiarami, a zmienne parametry geometrii realizowane są w wyniku zmiany kąta nachylenia łopatek kierownicy salin. Ten kąt modyfikowany jest za pomocą pneumatycznego siłownika obracającego pierścień, do którego przymocowane są łopatki. Z kolei siłownik napędzany jest podciśnieniem z kolektora dolotowego. Z racji tego, że położenie łopatek uzależnione jest od ciśnienia doładowania, czyli ilości spalin, to moduł ten pozwolił na rezygnację z klasycznego zaworu upustowego. Za pomocą tych łopatek regulowane jest między innymi ciśnienie doładowania.