Geometria variable de la turbina: és millor que la geometria fixa?

Els primers tipus de turbocompressors es controlaven mitjançant la pressió aplicada a la porta de descàrrega. Quan es va assolir el límit de pressió de sobrealimentació, la vàlvula es va obrir, permetent que l'excés de gasos d'escapament escapen a l'escapament. La geometria variable de la turbina funciona de manera diferent i inclou, a més, l'anomenada. timons, és a dir, rems. De què es tracta? responem!

Què és una turbina de geometria variable?

Com s'ha esmentat anteriorment, la geometria de la turbina en els compressors VHT (o VGT o VTG segons el fabricant) pot ser fixa o variable. La idea és gestionar de la manera més eficient possible els gasos d'escapament produïts pel motor. La turbina VNT té un anell addicional al costat calent. S'hi col·loquen rems (o timons). L'angle de la seva desviació està regulat per una vàlvula de buit. Aquestes pales poden reduir o augmentar l'espai per al flux dels gasos de combustió, la qual cosa afecta la velocitat del seu flux. Això permet que l'impulsor lateral calent giri més ràpid fins i tot en ralentí.

Com funciona un turbocompressor de geometria fixa i variable?

Quan el motor està al ralentí o en el rang de revolucions baixes (segons el conjunt del motor i la mida de la turbina), hi ha prou gas d'escapament per evitar que la turbina generi pressió de sobrealimentació. El retard del turbo es produeix quan el pedal del gas es prem amb força a les unitats turbo de geometria fixa. Aquest és un moment de vacil·lació i sense acceleració sobtada. Aquesta turbina no és capaç d'accelerar immediatament.

Funcionament de la turbina de geometria variable

La geometria variable de la turbina fa que fins i tot a baixes revolucions, quan el motor produeix pocs gasos d'escapament, es pot aconseguir una pressió de sobrealimentació útil. La vàlvula de buit mou el volant a una posició per reduir el flux d'escapament i augmentar la velocitat d'escapament. Això es tradueix en una rotació més ràpida del rotor i la rotació de la roda de compressió al costat fred. Aleshores, fins i tot una pressió immediata sobre l'accelerador sense dubtar-ho es traduirà en una clara acceleració.

Disseny de turbocompressor de geometria variable i turbocompressor convencional

Un conductor mirant una turbina des de l'exterior pot no notar la diferència entre un tipus i un altre. La geometria variable s'amaga al costat calent i no serà visible a l'ull. Tanmateix, si us fixeu bé, podeu veure una part molt més gran de la turbina just al costat del col·lector d'escapament. Els controls addicionals haurien de cabre dins. En alguns tipus de turbines VNT, també hi ha vàlvules de control electropneumàtiques amb un motor pas a pas addicional, que també és visible en inspeccionar l'equip.

Turbina - geometria variable i els seus avantatges

Un dels avantatges d'aquest sistema que ja coneixeu és que elimina l'efecte del turbo lag. Hi ha diverses maneres d'eliminar aquest fenomen, com ara enriquir la mescla o utilitzar turbocompressors híbrids. Tanmateix, la geometria variable de la turbina funciona molt bé en cotxes amb motors petits on la corba de parell ha de ser alta el més aviat possible. A més, perquè el nucli amb el rotor i la roda de compressió s'acceleri, no cal girar el motor a altes velocitats. Això és important per a la vida útil de la unitat, que pot generar un parell màxim a RPM inferiors.

Turbocompressor amb geometria variable - desavantatges

Els inconvenients d'una turbina de geometria variable són:

• gran complexitat del disseny del propi dispositiu. Això comporta el cost d'adquisició i regeneració d'aquesta turbina;
• el sistema de control de paletes és susceptible de contaminació. 

Un ús inadequat del vehicle (i bàsicament del propi motor) pot escurçar significativament la vida útil del turbocompressor. Qualsevol fuita en el sistema de refrigeració i la pressió també tenen un efecte significatiu en el funcionament del component. Afortunadament, la geometria variable es regenera i sovint no cal substituir-la.

És difícil no adonar-se que la geometria variable de la turbina és útil, cosa que apreciaràs especialment en conduir per la ciutat i en avançar. VNT us permet reduir l'efecte del turbo lag a gairebé zero. Tanmateix, en cas de fallada, és extremadament difícil restaurar els paràmetres originals dels elements regenerats. Tot i que no sempre cal substituir-los per nous, són més difícils de reparar que els components tradicionals. Aleshores es pot observar un canvi en el rendiment, per exemple en frenar. Heu de decidir si la geometria variable és millor per al vostre vehicle que la geometria fixa.