Узнайте, как работают турбины с изменяемой геометрией, из этого 6-секундного видео

Турбокомпрессоры — замечательная штука, они забирают энергию и используют ее, чтобы помочь двигателю производить больше мощности. Турбокомпрессор с изменяемой геометрией представляет собой усовершенствованную версию этой технологии, которая дает ряд преимуществ наряду с увеличением сложности. Благодаря видео, снятому KF Turbo в Instagram, мы можем поближе взглянуть на то, что делает турбо с изменяемой геометрией таким особенным.

Видео показывает нам внутри типичного турбокомпрессора с подвижной лопастью и изменяемой геометрией. Он состоит из набора лопастей, расположенных вокруг выхлопной турбины, угол наклона которых контролируется приводом. Существуют и другие конструкции, например, с лопастями, которые движутся вверх и вниз; они чаще встречаются в тяжелых условиях эксплуатации, таких как грузовики или другие крупные транспортные средства.

В обычном турбонагнетателе с фиксированной геометрией выхлопные газы пропускаются через турбину, чтобы раскрутить ее, таким образом, вращая присоединенный компрессор, который создает наддув для двигателя. На низких оборотах двигатель не генерирует достаточного потока выхлопных газов, чтобы раскрутить турбину и создать значительный уровень наддува. В этот момент говорят, что система находится ниже порога повышения.

Как только двигатель достигает достаточно высоких оборотов для создания наддува, все равно требуется некоторое время, чтобы раскрутить турбину до скорости; это называется турбо-лаг. Турбо-задержка и порог наддува выше для больших турбин, которым требуется больше энергии для раскрутки. Однако эти турбины с более высоким потоком способны генерировать больше энергии. Это компромисс, как и многое другое в технике.

Турбокомпрессор с изменяемой геометрией стремится изменить это за счет добавления лопастей или других элементов, которые функционально изменяют геометрию системы турбины. В турбокомпрессоре с вращающимися лопастями, как мы видим здесь, лопасти остаются в значительной степени закрытыми на низких оборотах двигателя, ограничивая поток выхлопных газов к лопастям. Это ограничение увеличивает скорость потока, помогая выхлопным газам быстрее разгонять турбину. Это снижает порог наддува и уменьшает турбо-лаг.

Однако наличие такого ограничения было бы серьезным штрафом при более высоких оборотах, когда двигателю необходимо выкачивать больше выхлопных газов для создания мощности. В этом состоянии лопасти открыты, чтобы позволить как можно большему количеству выхлопных газов пройти через турбокомпрессор, избегая ограничения, которое могло бы увеличить противодавление и снизить мощность.

Таким образом, турбодвигатель с изменяемой геометрией действительно является лучшим из обоих миров. VGT может генерировать большую мощность без обычного компромисса в виде высокого порога наддува и турбо-запаздывания, который обычно возникает при установке большого турбонаддува. Общая эффективность также повышается, и в некоторых случаях лопасти можно даже использовать в качестве моторного тормоза. В приведенном ниже видеоролике от Engineering Explained прекрасно объясняется, как работает эта технология, с помощью полезной диаграммы на доске.

Компромисс здесь — сложность. Выбор материала имеет первостепенное значение, так как подвижные лопасти должны выдерживать высокие температуры выхлопных газов без заедания из-за теплового расширения. Для управления лопастями должен быть установлен привод, а лопасти должны управляться, как правило, блоком управления двигателем, чтобы обеспечить идеальное положение лопастей для условий работы двигателя.

Такая сложность традиционно удерживала турбины с изменяемой геометрией в мире OEM больше, чем в сфере тюнинга. Тем не менее, послепродажные контроллеры существуют, и ничто не мешает бесстрашным тюнерам или производителям двигателей заняться сборкой VGT. Если вам нужна большая отзывчивость вашего турбодвигателя без ущерба для пиковой мощности, турбонаддув с изменяемой геометрией может быть именно тем, что вам нужно.

Есть совет? Сообщите автору:[email protected]