Turbodmychadla jsou úžasné věci, které berou odpadní energii a využívají ji k tomu, aby pomohly motoru produkovat větší výkon. Turbodmychadlo s proměnnou geometrií je pokročilou verzí této technologie, která přináší několik výhod spolu se zvýšenou složitostí. Díky videu natočenému KF Turbo na Instagramu se můžeme blíže podívat na to, čím je turbo s proměnnou geometrií tak výjimečné.
Video nás ukazuje uvnitř typického turbodmychadla s proměnnou geometrií lopatek. Skládá se ze sady lopatek, které jsou umístěny kolem výfukové turbíny a jejich úhel je řízen akčním členem. Existují i jiné konstrukce s lopatkami, které se například pohybují nahoru a dolů; ty jsou běžnější u aplikací s vyšším zatížením, jako jsou nákladní automobily nebo jiná velká vozidla.
V běžném turbodmychadle s pevnou geometrií procházejí výfukové plyny turbínou, aby ji roztočily, čímž se roztočí připojený kompresor, který generuje podporu motoru. Při nízkých otáčkách motoru motor nevytváří dostatečný průtok výfukových plynů, aby roztočil turbínu a vytvořil smysluplné úrovně zvýšení. V tuto chvíli je systém údajně pod prahovou hodnotou posílení.
Jakmile motor dosáhne patřičně vysokých otáček, aby generoval podporu, ještě nějakou dobu trvá, než se turbína roztočí na otáčky; toto je známé jako turbo lag. Prodleva turba a práh zesílení jsou vyšší u větších turbín, které potřebují více energie na roztočení. Tyto turbíny s vyšším průtokem jsou však schopny generovat více energie. Je to kompromis, protože tolik věcí je ve strojírenství.
Turbodmychadlo s proměnnou geometrií se to snaží změnit přidáním lopatek nebo jiných prvků, které funkčně mění geometrii systému turbíny. U turbodmychadla s rotujícími lopatkami, jaké vidíme zde, zůstávají lopatky při nízkých otáčkách motoru z velké části uzavřeny, což omezuje proudění výfukových plynů směrem k lopatkám. Toto omezení zvyšuje rychlost proudění a pomáhá výfukovým plynům dostat turbínu na vyšší rychlost. Tím se sníží práh posílení a sníží se zpoždění turba.
Takové omezení by však znamenalo velkou penalizaci při vyšších otáčkách, kdy motor potřebuje k dosažení výkonu pumpovat více výfukových plynů. V tomto stavu jsou lopatky otevřeny, aby umožnily co nejvíce výfukových plynů proudit přes turb, čímž se zabrání omezení, které by zvýšilo protitlak a snížilo výkon.
Turbo s variabilní geometrií je tedy skutečně to nejlepší z obou světů. VGT může generovat velký výkon bez obvyklého kompromisu mezi vysokým prahem plnění a zpožděním turba, které obvykle přichází s montáží velkého turba. Celková účinnost se také zlepšila a lopatky lze v některých aplikacích dokonce použít jako motorovou brzdu. Níže uvedené video z Engineering Explained skvěle vysvětluje, jak tato technologie funguje, s pomocí užitečného schématu tabule.
Kompromisem je zde složitost. Volba materiálu je prvořadá, protože pohyblivé lopatky se musí vypořádat se spalujícími horkými teplotami výfukových plynů, aniž by se zadřely v důsledku tepelné roztažnosti. Pro ovládání lopatek musí být namontován akční člen a lopatky musí být řízeny, typicky řídicí jednotkou motoru, aby se zajistilo, že poloha lopatek je ideální pro provozní podmínky motoru.
Taková složitost tradičně udržovala turba s proměnnou geometrií ve světě OEM více než scéna tunerů. Nicméně kontroléry pro aftermarket existují a nic nebrání neohroženým tunerům nebo konstruktérům motorů, aby se pustili do sestavení VGT. Pokud potřebujete skvělou odezvu svého turbomotoru bez kompromisů ve špičkovém výkonu, turbo s proměnnou geometrií může být přesně to, co potřebujete.
Máte tip? Dejte vědět autorovi:[email protected]
