„
W tej części serii przyjrzymy się bliżej budowie i zasadzie działania turbosprężarki wyposażonej w układ zmiennej geometrii turbiny. turbosprężarki tego typu są powszechnie stosowane w samochodach z silnikami wysokoprężnymi już od kilkunastu lat. Często określa się je skrótami pochodzącymi z języka angielskiego – VNT, VTG lub VGT.
„”
Turbosprężarka ze zmienną geometrią.
turbosprężarki ze zmienną geometrią są obecnie masowo stosowane w silnikach wysokoprężnych wszystkich wiodących producentów samochodów. Rozwiązanie to nie przyjęło się na szeroką skalę w silnikach benzynowych, gdyż ze względu na wyższą niż w dieslu temperaturę spalin, problemem staje się zapewnienie odpowiedniej rozszerzalności temperaturowej elementów układu zmiennej geometrii turbiny. Aby zapewnić jej ruchliwość i możliwość płynnej pracy konieczne jest stosowanie bardzo drogich materiałów. Stąd turbosprężarki tej konstrukcji w silnikach o zapłonie iskrowym pozostają ciągle rzadkością i spotyka się je przede wszystkim w drogich samochodach, takich jak np. Porsche 911 Turbo.
Turbosprężarka ze zmienną geometrią wyposażona jest w kierownicę spalin, zabudowaną wewnątrz obudowy turbiny. Kierownica spalin składa się z kilkunastu małych łopatek, których kształt przypomina profil skrzydła samolotu. Mechanizm ten całkowicie zastępuje starsze rozwiązanie, czyli zawór upustowy. W turbosprężarce tego typu wszystkie spaliny opuszczające cylindry zawsze kierowane są na łopatki turbiny. Jednak zanim tam dotrą , ich energia regulowana jest przez odpowiednie ustawienie kierownicy spalin. Prędkość ich przepływu może być lokalnie zwiększana lub zmniejszana, co pozwala kontrolować prędkość obrotową wirnika turbosprężarki i w efekcie ciśnienie doładowania wytwarzane przez sprężarkę.
Zasada działania.
Kierownice spalin regulowane są bezstopniowo, co zapewnia odpowiedni przepływ spalin podczas zmieniającego się obciążenia silnika. Zakres ich ruchu ograniczają dwa skrajne położenia:
– maksymalny wzrost ciśnienia doładowania
Fot 1. Łopatki kierownicy spalin przymknięte – faza zwiększenia ciśnienia doładowania
Skrajne ustawienie odpowiadające niskim obrotom/obciążeniu silnika, kiedy do turbosprężarki napływa z małą prędkością niewiele spalin. Dzięki małym przestrzeniom pomiędzy łopatkami kierownicy (wymiar „x” na fot.), spaliny przyśpieszają i rozpędzają wirnik do większej prędkości obrotowej, co z kolei powoduje wzrost ciśnienia doładowania.
– maksymalne ograniczenie ciśnienia doładowania
Fot 2. Łopatki kierownicy spalin – faza ograniczenia ciśnienia doładowania
Otwarte łopatki kierownicy ograniczają energię spalin podczas wysokich obrotów/obciążenia silnika. Pozwala to ograniczyć prędkość obrotową wirnika i utrzymać wartość ciśnienia doładowania na żądanym poziomie.
turbosprężarki wyposażone w układ zmiennej geometrii wykazują wiele zalet. Najważniejszą z nich jest szybsza niż w przypadku konstrukcji z zaworem upustowym reakcja na chwilowe zmiany obciążenia silnika. Szybka reakcja na żądania kierowcy pozwala na zmniejszenie tzw. efektu turbo dziury.
W kolejnej części opiszemy wszystkie stosowane dotychczas rodzaje sterowania układem zmiennej geometrii. Prześledzimy również jak uszkodzenie poszczególnych elementów obwodu sterowania turbosprężarki wpływa na pracę silnika.
„”
W cyklu artykułów wykorzystano informacje firm Turbo Tec i MS Motor Service.
„
Zapraszamy do zapoznania się z naszą ofertą:
Regeneracja przekładni kierowniczych
Regeneracja turbosprężarek
Regeneracja pomp wtryskowych
Regeneracja pompowtryskiwaczy
Regeneracja wtryskiwaczy