Variabilní geometrie turbíny – je lepší než pevná geometrie?

První typy turbodmychadel byly ovládány tlakem aplikovaným na wastegate. Když bylo dosaženo limitu plnicího tlaku, ventil se otevřel a umožnil únik přebytečných výfukových plynů do výfuku. Variabilní geometrie turbíny funguje jinak a navíc zahrnuje tzv. kormidla, tedy vesla. O čem to celé je? odpovídáme!

Co je to turbína s proměnnou geometrií?

Jak bylo uvedeno výše, geometrie turbíny u kompresorů VHT (nebo VGT nebo VTG v závislosti na výrobci) může být pevná nebo variabilní. Cílem je co nejúčinněji řídit výfukové plyny produkované motorem. Turbína VNT má na horké straně přídavný prstenec. Na něm jsou umístěna vesla (nebo kormidla). Úhel jejich vychýlení je regulován vakuovým ventilem. Tyto lopatky mohou zmenšit nebo zvětšit prostor pro proudění spalin, což ovlivňuje rychlost jejich proudění. To umožňuje, aby se oběžné kolo na horké straně točilo rychleji i při volnoběhu.

Jak funguje turbodmychadlo s pevnou a variabilní geometrií?

Když motor běží naprázdno nebo je v rozsahu nízkých otáček (v závislosti na sestavě motoru a velikosti turbíny), je dostatek výfukových plynů, aby turbína nevytvářela plnicí tlak. Zpoždění turbodmychadla nastává při silném sešlápnutí plynového pedálu u jednotek turbo s pevnou geometrií. Toto je okamžik zaváhání a žádné náhlé zrychlení. Taková turbína není schopna okamžitě zrychlit.

Provoz turbíny s proměnnou geometrií

Proměnná geometrie turbíny znamená, že i při nízkých otáčkách, kdy motor produkuje málo výfukových plynů, lze dosáhnout použitelného plnicího tlaku. Podtlakový ventil přesune volant do polohy pro snížení průtoku výfukových plynů a zvýšení rychlosti výfuku. To má za následek rychlejší otáčení rotoru a otáčení kompresního kola na studené straně. Pak se i okamžité sešlápnutí plynu bez zaváhání promítne do jasného zrychlení.

Konstrukce turbodmychadla s proměnnou geometrií a konvenčního turbodmychadla

Řidič, který se dívá na turbínu zvenčí, si nemusí všimnout rozdílu mezi jedním typem a druhým. Proměnná geometrie je skrytá na horké straně a nebude okem viditelná. Když se však podíváte pozorně, uvidíte mnohem větší část turbíny hned vedle výfukového potrubí. Dovnitř by se měly vejít další ovládací prvky. U některých typů turbín VNT jsou i elektropneumatické regulační ventily s přídavným krokovým motorem, což je vidět i při kontrole zařízení.

Turbína - proměnná geometrie a její výhody

Jednou z výhod tohoto systému, kterou již znáte, je, že eliminuje efekt prodlevy turba. Existuje více způsobů, jak tento jev eliminovat, jako je obohacování směsi nebo použití hybridních turbodmychadel. Proměnná geometrie turbíny však funguje velmi dobře u vozů s malými motory, kde je potřeba, aby křivka točivého momentu byla co nejdříve vysoká. Navíc, aby se jádro s rotorem a kompresním kolem zrychlilo, není potřeba motor vytáčet do vysokých otáček. To je důležité pro životnost jednotky, která dokáže generovat maximální točivý moment při nižších otáčkách.

Turbodmychadlo s variabilní geometrií - nevýhody

Nevýhody turbíny s proměnnou geometrií jsou:

• velká složitost konstrukce samotného zařízení. To má za následek náklady na nákup a regeneraci takové turbíny;
• systém řízení lopatek je náchylný ke kontaminaci. 

Nesprávné používání vozidla (a v podstatě i motoru samotného) může výrazně zkrátit životnost turbodmychadla. Případné netěsnosti v chladícím systému a tlaku mají také významný vliv na činnost součásti. Naštěstí je variabilní geometrie regenerovaná a často není potřeba ji vyměňovat.

Jen těžko si nevšimnout, že se hodí variabilní geometrie turbíny, kterou oceníte zejména při jízdě po městě a předjíždění. VNT umožňuje snížit efekt zpoždění turba téměř na nulu. V případě poruchy je však extrémně obtížné obnovit původní parametry regenerovaných prvků. I když je není vždy nutné vyměňovat za nové, jejich oprava je náročnější než tradiční komponenty. Změnu výkonu pak lze pozorovat například při brzdění. Musíte se rozhodnout, zda je pro vaše vozidlo lepší variabilní geometrie než pevná geometrie.