Изменяемая геометрия турбины — лучше ли она фиксированной геометрии?

Первые типы турбокомпрессоров управлялись давлением, подаваемым на вестгейт. Когда было достигнуто предельное давление наддува, клапан открывался, позволяя избыточным выхлопным газам выходить в выхлоп. Изменяемая геометрия турбины работает иначе и дополнительно включает в себя так называемую. рули, т. е. весла. О чем это все? мы отвечаем!

Что такое турбина с изменяемой геометрией?

Как упоминалось выше, геометрия турбины в компрессорах ВНТ (или ВГТ или ВТГ в зависимости от производителя) может быть фиксированной или переменной. Идея состоит в том, чтобы максимально эффективно управлять выхлопными газами, производимыми двигателем. Турбина ВНТ имеет дополнительное кольцо на горячей стороне. Весла (или рули) размещены на нем. Угол их отклонения регулируется вакуумным клапаном. Эти лопасти могут уменьшить или увеличить пространство для потока дымовых газов, что влияет на скорость их потока. Это позволяет крыльчатке с горячей стороной вращаться быстрее даже на холостом ходу.

Как работает турбокомпрессор с фиксированной и изменяемой геометрией?

Когда двигатель работает на холостом ходу или в нижнем диапазоне оборотов (это значение зависит от агрегата двигателя и размера турбины), выхлопных газов достаточно, чтобы турбина не создавала давление наддува. Турбо-лаг возникает при резком нажатии на педаль газа на турбоагрегатах с фиксированной геометрией. Это момент колебания и никакого резкого ускорения. Такая турбина не способна сразу разогнаться.

Работа турбины с изменяемой геометрией

Изменяемая геометрия турбины означает, что даже на низких оборотах, когда двигатель производит мало выхлопных газов, может быть достигнуто полезное давление наддува. Вакуумный клапан переводит рулевое колесо в положение, позволяющее уменьшить поток выхлопных газов и увеличить скорость выхлопа. Это приводит к более быстрому вращению ротора и вращению компрессионного колеса на холодной стороне. Тогда даже немедленное нажатие на акселератор без колебаний переведет в четкое ускорение.

Конструкция турбокомпрессора с изменяемой геометрией и обычного турбокомпрессора

Водитель, смотрящий на турбину снаружи, может не заметить разницы между одним типом и другим. Изменяемая геометрия скрыта на горячей стороне и не будет видна глазу. Однако, если присмотреться, можно увидеть гораздо большую часть турбины прямо рядом с выпускным коллектором. Дополнительные элементы управления должны поместиться внутри. В некоторых типах турбин ВНТ имеются также электропневматические регулирующие клапаны с дополнительным шаговым двигателем, что также видно при осмотре оборудования.

Турбина — изменяемая геометрия и ее преимущества

Одно из преимуществ этой системы вы уже знаете – она устраняет эффект турбо лага. Есть несколько способов устранить это явление, например, обогащение смеси или использование гибридных турбонагнетателей. Тем не менее, изменяемая геометрия турбины очень хорошо работает в автомобилях с небольшими двигателями, где кривая крутящего момента должна быть высокой как можно раньше. Кроме того, чтобы сердечник с ротором и компрессионным колесом разогнался, двигатель не нужно крутить до высоких оборотов. Это важно для срока службы агрегата, который может создавать максимальный крутящий момент при более низких оборотах.

Турбокомпрессор с изменяемой геометрией — недостатки

Недостатками турбины с изменяемой геометрией являются:

• большая сложность конструкции самого устройства. Это выливается в затраты на покупку и регенерацию такой турбины;
• система управления лопастями подвержена загрязнению. 

Неправильное использование автомобиля (и в основном самого двигателя) может значительно сократить срок службы турбокомпрессора. Любые утечки в системе охлаждения и давление также оказывают существенное влияние на работу компонента. К счастью, переменная геометрия является регенерируемой и часто не нуждается в замене.

Сложно не заметить, что изменяемая геометрия турбины полезна, что особенно оценишь при езде по городу и на обгонах. VNT позволяет свести эффект турбо лага практически к нулю. Однако в случае сбоя восстановить первоначальные параметры регенерируемых элементов крайне сложно. Хотя их не всегда нужно заменять новыми, их восстановление сложнее, чем в случае с традиционными компонентами. Затем можно наблюдать изменение рабочих характеристик, например, при торможении. Вы должны решить, лучше ли переменная геометрия для вашего автомобиля, чем фиксированная геометрия.