Geometria variabile della turbina: è meglio della geometria fissa?
contenuto
I primi tipi di turbocompressori erano controllati dalla pressione applicata alla wastegate. Quando è stato raggiunto il limite della pressione di sovralimentazione, la valvola si è aperta, consentendo ai gas di scarico in eccesso di fuoriuscire nello scarico. La geometria variabile della turbina funziona in modo diverso e include inoltre il cosiddetto. timoni, cioè remi. Cos'è tutto questo? noi rispondiamo!
Cos'è una turbina a geometria variabile?
Come accennato in precedenza, la geometria della turbina nei compressori VHT (o VGT o VTG a seconda del produttore) può essere fissa o variabile. L'idea è quella di gestire nel modo più efficiente possibile i gas di scarico prodotti dal motore. La turbina VNT ha un anello aggiuntivo sul lato caldo. Su di esso sono posizionati i remi (o timoni). L'angolo della loro deviazione è regolato da una valvola del vuoto. Queste lame possono ridurre o aumentare lo spazio per il flusso dei fumi, che influisce sulla velocità del loro flusso. Ciò consente alla girante del lato caldo di girare più velocemente anche al minimo.
Come funziona un turbocompressore a geometria fissa e variabile?
Quando il motore è al minimo o nella gamma a basso numero di giri (a seconda del gruppo motore e delle dimensioni della turbina), c'è abbastanza gas di scarico per impedire alla turbina di generare pressione di sovralimentazione. Il turbo lag si verifica quando si preme con forza il pedale dell'acceleratore sulle unità turbo a geometria fissa. Questo è un momento di esitazione e nessuna accelerazione improvvisa. Una tale turbina non è in grado di accelerare immediatamente.
Funzionamento turbina a geometria variabile
La geometria variabile della turbina consente di ottenere una pressione di sovralimentazione utilizzabile anche a bassi regimi, quando il motore produce pochi gas di scarico. La valvola del vuoto sposta il volante in una posizione per ridurre il flusso di scarico e aumentare la velocità di scarico. Ciò si traduce in una rotazione più rapida del rotore e nella rotazione della ruota di compressione sul lato freddo. Quindi anche una pressione immediata sull'acceleratore senza esitazione si tradurrà in una netta accelerazione.
Progettazione di turbocompressori a geometria variabile e turbocompressori convenzionali
Un guidatore che guarda una turbina dall'esterno potrebbe non notare la differenza tra un tipo e l'altro. La geometria variabile è nascosta sul lato caldo e non sarà visibile ad occhio nudo. Tuttavia, se guardi da vicino, puoi vedere una porzione molto più grande della turbina proprio accanto al collettore di scarico. Ulteriori controlli dovrebbero adattarsi all'interno. In alcuni tipi di turbine VNT sono presenti anche valvole di controllo elettropneumatiche con un motore passo-passo aggiuntivo, visibile anche durante l'ispezione dell'apparecchiatura.
Turbina: geometria variabile e suoi vantaggi
Uno dei vantaggi di questo sistema che già conosci è che elimina l'effetto del turbo lag. Esistono diversi modi per eliminare questo fenomeno, come l'arricchimento della miscela o l'utilizzo di turbocompressori ibridi. Tuttavia, la geometria variabile della turbina funziona molto bene nelle auto con piccoli motori in cui la curva di coppia deve essere elevata il prima possibile. Inoltre, affinché il nucleo con il rotore e la ruota di compressione acceleri, non è necessario far girare il motore a velocità elevate. Questo è importante per la durata dell'unità, che può generare la coppia massima a regimi inferiori.
Turbocompressore a geometria variabile - svantaggi
Gli svantaggi di una turbina a geometria variabile sono:
- grande complessità del design del dispositivo stesso. Ciò si traduce nel costo di acquisto e rigenerazione di tale turbina;
- il sistema di controllo delle palette è suscettibile di contaminazione.
L'uso improprio del veicolo (e sostanzialmente del motore stesso) può ridurre notevolmente la durata del turbocompressore. Eventuali perdite nel sistema di raffreddamento e di pressione influiscono in modo significativo anche sul funzionamento del componente. Fortunatamente, la geometria variabile viene rigenerata e spesso non ha bisogno di essere sostituita.
Difficile non notare che la geometria variabile della turbina è utile, cosa che apprezzerai soprattutto durante la guida in città e nei sorpassi. VNT consente di ridurre quasi a zero l'effetto del turbo lag. Tuttavia, in caso di guasto, è estremamente difficile ripristinare i parametri originali degli elementi rigenerati. Sebbene non debbano sempre essere sostituiti con componenti nuovi, sono più difficili da riparare rispetto ai componenti tradizionali. È quindi possibile osservare un cambiamento nelle prestazioni, ad esempio durante la frenata. Devi decidere se la geometria variabile è migliore per il tuo veicolo rispetto alla geometria fissa.
