Muuttuva turbiinigeometria - onko se parempi kuin kiinteä geometria?

Ensimmäiset turboahtimet ohjattiin hukkaporttiin kohdistetulla paineella. Kun ahtopaineraja saavutettiin, venttiili avautui, jolloin ylimääräiset pakokaasut pääsivät pakoputkeen. Muuttuva turbiinigeometria toimii eri tavalla ja sisältää lisäksi ns. peräsimet eli airot. Mistä siinä on kyse? vastaamme!

Mikä on muuttuvageometrinen turbiini?

Kuten edellä mainittiin, VHT-kompressoreiden (tai VGT tai VTG valmistajasta riippuen) turbiinigeometria voi olla kiinteä tai muuttuva. Ajatuksena on hallita moottorin tuottamia pakokaasuja mahdollisimman tehokkaasti. VNT-turbiinissa on lisärengas kuumalla puolella. Airot (tai peräsimet) asetetaan sen päälle. Niiden poikkeaman kulmaa säätelee tyhjiöventtiili. Nämä siivet voivat vähentää tai lisätä savukaasujen virtaustilaa, mikä vaikuttaa niiden virtauksen nopeuteen. Tämä mahdollistaa kuuman puolen juoksupyörän pyörimisen nopeammin jopa tyhjäkäynnillä.

Kuinka kiinteä ja muuttuvageometrinen turboahdin toimii?

Kun moottori on joutokäynnillä tai alhaisilla kierrosluvuilla (riippuen moottorin kokoonpanosta ja turbiinin koosta), pakokaasua on tarpeeksi estämään turbiinia luomasta ahtopainetta. Turbon viive tapahtuu, kun kaasupoljinta painetaan lujasti kiinteägeometrisissa turboyksiköissä. Tämä on hetken epäröintiä eikä äkillistä kiihdytystä. Tällainen turbiini ei pysty kiihtymään heti.

Muuttuvan geometrian turbiinin toiminta

Turbiinin muuttuva geometria mahdollistaa sen, että jopa alhaisilla kierroksilla, kun moottori tuottaa vähän pakokaasua, voidaan saavuttaa käyttökelpoinen ahtopaine. Tyhjiöventtiili siirtää ohjauspyörän asentoon, joka vähentää pakokaasun virtausta ja lisää pakokaasun nopeutta. Tämä johtaa roottorin nopeampaan pyörimiseen ja puristuspyörän pyörimiseen kylmällä puolella. Silloin jopa välitön kaasupolkimen painallus epäröimättä johtaa selkeään kiihdytykseen.

Muuttuvan geometrian turboahtimen ja perinteisen turboahtimen suunnittelu

Kuljettaja, joka katsoo turbiinia ulkopuolelta, ei välttämättä huomaa eroa yhden tyypin ja toisen välillä. Muuttuva geometria on piilotettu kuumalle puolelle, eikä se näy silmälle. Kuitenkin, jos katsot tarkasti, voit nähdä paljon suuremman osan turbiinista aivan pakosarjan vieressä. Lisäsäätimien tulisi mahtua sisälle. Joissakin VNT-turbiinityypeissä on myös sähköpneumaattisia ohjausventtiilejä lisäaskelmoottorilla, joka näkyy myös laitteistoa tarkasteltaessa.

Turbiini - muuttuva geometria ja sen edut

Yksi tämän järjestelmän eduista, jotka jo tiedät, on, että se eliminoi turbon viiveen vaikutuksen. On olemassa useita tapoja poistaa tämä ilmiö, kuten rikastamalla seosta tai käyttämällä hybriditurboahtimia. Muuttuva turbiinigeometria toimii kuitenkin erittäin hyvin pienimoottorisissa autoissa, joissa vääntömomenttikäyrän tulee olla korkea mahdollisimman aikaisessa vaiheessa. Lisäksi, jotta ydin roottorilla ja puristuspyörällä kiihtyisi, moottoria ei tarvitse kääntää suurille nopeuksille. Tämä on tärkeää yksikön käyttöiän kannalta, sillä se voi tuottaa suurimman vääntömomentin alhaisemmilla kierrosluvuilla.

Turboahdin muuttuvalla geometrialla - haitat

Muuttuvan geometrian turbiinin haitat ovat:

• itse laitteen suunnittelun suuri monimutkaisuus. Tämä johtaa tällaisen turbiinin hankinta- ja regenerointikustannuksiin;
• siipien ohjausjärjestelmä on herkkä kontaminaatiolle. 

Ajoneuvon (ja periaatteessa itse moottorin) väärä käyttö voi lyhentää turboahtimen käyttöikää merkittävästi. Myös mahdolliset jäähdytysjärjestelmän vuodot ja paine vaikuttavat merkittävästi komponentin toimintaan. Onneksi muuttuva geometria uusiutuu, eikä sitä usein tarvitse vaihtaa.

On vaikea olla huomaamatta, että turbiinin muuttuvasta geometriasta on hyötyä, jota arvostat erityisesti kaupungissa ajettaessa ja ohitettaessa. VNT:n avulla voit vähentää turbon viiveen vaikutusta lähes nollaan. Vian sattuessa on kuitenkin erittäin vaikeaa palauttaa regeneroitujen elementtien alkuperäiset parametrit. Vaikka niitä ei aina tarvitse vaihtaa uusiin, niitä on vaikeampi korjata kuin perinteiset komponentit. Tällöin suorituskyvyn muutos voidaan havaita esimerkiksi jarrutettaessa. Sinun on päätettävä, onko muuttuva geometria parempi ajoneuvollesi kuin kiinteä geometria.