Turboladdare är underbara saker, tar avfallsenergi och använder den för att hjälpa en motor att producera mer kraft. Turboladdaren med variabel geometri är en avancerad version av denna teknik, som ger flera fördelar tillsammans med en ökad komplexitet. Tack vare en video inspelad av KF Turbo på Instagram kan vi titta närmare på vad som gör en turbo med variabel geometri så speciell.
Videon visar oss inuti en typisk turboladdare med rörlig skovel med variabel geometri. Denna består av en uppsättning skovlar som sitter runt avgasturbinen, vars vinkel styrs av ett ställdon. Andra konstruktioner finns också med skovlar som rör sig upp och ner, till exempel; dessa är vanligare på tyngre applikationer som lastbilar eller andra stora fordon.
I en vanlig turboladdare med fast geometri leds avgaser genom turbinen för att snurra upp den, och på så sätt vrider den anslutna kompressorn som genererar boost för motorn. Vid låga motorvarvtal genererar motorn inte tillräckligt med avgasflöde för att snurra upp turbinen och generera meningsfulla boostnivåer. Vid denna tidpunkt sägs systemet vara under boost-tröskeln.
När motorn väl når ett lämpligt högt varvtal för att generera boost, tar det fortfarande lite tid att snurra upp turbinen till hastighet; detta kallas turbolag. Turbofördröjning och boosttröskel är båda högre för större turbiner, som tar mer energi att snurra upp. Dessa turbiner med högre flöde kan dock generera mer kraft. Det är en avvägning, eftersom så många saker är inom teknik.
Turboladdaren med variabel geometri försöker ändra detta med tillägg av skovlar eller andra funktioner som funktionellt förändrar turbinsystemets geometri. I en roterande turboladdare som vi ser här förblir bladen i stort sett stängda vid lågt motorvarvtal, vilket begränsar avgasflödet mot bladen. Denna begränsning ökar hastigheten på flödet, vilket hjälper avgaserna att få upp turbinen snabbare. Detta sänker boosttröskeln och minskar turbofördröjningen.
Men att ha en sådan begränsning skulle vara en stor påföljd vid högre varvtal, där motorn behöver pumpa ut mer avgaser för att få kraft. I detta tillstånd öppnas vingarna för att tillåta så mycket avgas att strömma genom turbon som möjligt, vilket undviker en begränsning som skulle öka mottrycket och minska effekten.
Således är turbon med variabel geometri verkligen det bästa av två världar. En VGT kan generera stor kraft utan den vanliga avvägningen av hög boost-tröskel och turbofördröjning som vanligtvis följer med att montera en stor turbo. Den totala effektiviteten förbättras också, och vingarna kan även användas som motorbroms i vissa tillämpningar. Videon nedan från Engineering Explained är en bra beskrivning av hur denna teknik fungerar, med hjälp av ett användbart whiteboarddiagram.
Avvägningen här är komplexitet. Materialvalet är av största vikt, eftersom de rörliga vingarna måste klara av brännande heta avgastemperaturer utan att fastna på grund av termisk expansion. Ett ställdon måste monteras för att styra vingarna, och vingarna måste styras, vanligtvis av motorstyrenheten, för att säkerställa att vingläget är idealiskt för motorns drifttillstånd.
Sådan komplexitet har traditionellt hållit turbo med variabel geometri i OEM-världen mer än tunerscenen. Men eftermarknadskontroller existerar och det finns inget som hindrar en oförskämd tuners eller motorbyggare från att ta itu med ett VGT-bygge. Om du behöver stor lyhördhet från din turbomotor utan att kompromissa med toppeffekt, kan en turbo med variabel geometri vara precis vad du behöver.
Har du ett tips? Låt författaren veta:[email protected]
