Geometria fixa vs turbocompressor de geometria variable: quina diferència hi ha?
Sovint, quan es descriuen motors, s'utilitza el terme "geometria variable del turbocompressor". En què es diferencia d'una constant i quins són els seus avantatges i inconvenients?
Un turbocompressor és un dispositiu que s'ha utilitzat àmpliament en els motors dièsel des dels anys 80, augmentant el parell i la potència i afectant positivament el consum de combustible. Va ser gràcies al turbocompressor que els dièsel ja no eren percebuts com a màquines de treball brutes. En els motors de gasolina, van començar a tenir la mateixa tasca i van aparèixer amb més freqüència als anys 90, amb el temps van anar guanyant popularitat, i a partir del 2010 es van fer tan habituals en els motors de gasolina com ho eren als anys 80 i 90 en els dièsel.
Com funciona un turbocompressor?
Un turbocompressor està format per una turbina i un compressor muntat sobre un eix comú i en una carcassa dividida en dos costats gairebé dobles. La turbina és impulsada pels gasos d'escapament del col·lector d'escapament, i el compressor, que gira sobre el mateix rotor amb la turbina i és accionat per aquesta, crea pressió d'aire, l'anomenada. reposició. Després entra al col·lector d'admissió i a les cambres de combustió. Com més alta sigui la pressió dels gasos d'escapament (més velocitat del motor), més alta serà la pressió de compressió.
El principal problema dels turbocompressors rau precisament en aquest fet, perquè sense una velocitat adequada dels gasos d'escapament, no hi haurà una pressió adequada per comprimir l'aire que entra al motor. La sobrealimentació requereix una certa quantitat de gas d'escapament d'un motor a una velocitat determinada; sense una càrrega d'escapament adequada, no hi ha un impuls adequat, de manera que els motors sobrealimentats a baixes revolucions són extremadament febles.
Per minimitzar aquest fenomen indesitjable, s'ha d'utilitzar un turbocompressor amb les dimensions correctes per al motor donat. El més petit (rotor de menor diàmetre) "gira" més ràpid perquè crea menys arrossegament (menys inèrcia), però dóna menys aire i, per tant, no generarà gaire impuls, és a dir. poder. Com més gran és la turbina, més eficient és, però requereix més càrrega de gas d'escapament i més temps per "girar". Aquest temps s'anomena turbo lag o lag. Per tant, té sentit utilitzar un turbocompressor petit per a un motor petit (fins a uns 2 litres) i un de gran per a un motor més gran. Tanmateix, els més grans encara tenen un problema de retard, per tant Els motors grans solen utilitzar sistemes bi-turbo i bi-turbo.
Gasolina amb injecció directa: per què turbo?
Geometria variable: la solució al problema del turbo lag
La manera més eficaç de reduir el retard del turbo és utilitzar una turbina de geometria variable. Les paletes mòbils, anomenades pales, canvien la seva posició (angle d'inclinació) i donen, per tant, una forma variable al flux de gasos d'escapament que cauen sobre les pales de la turbina invariables. Depenent de la pressió dels gasos d'escapament, les pales es col·loquen en un angle més gran o menor, la qual cosa accelera la rotació del rotor fins i tot a una pressió més baixa dels gasos d'escapament, i a una pressió més alta dels gasos d'escapament, el turbocompressor funciona com un convencional sense variable. geometria. Els timons es munten amb un accionament pneumàtic o electrònic. La geometria variable de la turbina es va utilitzar inicialment gairebé exclusivament en motors dièsel., però ara també s'utilitza cada cop més per la gasolina.
L'efecte de la geometria variable és més gran acceleració suau des de baixes revolucions i l'absència d'un moment notable d'"encendre el turbo". Com a regla general, els motors dièsel amb una geometria de turbina constant acceleren fins a unes 2000 rpm molt més ràpid. Si el turbo té una geometria variable, poden accelerar de manera suau i clara des d'unes 1700-1800 rpm.
La geometria variable del turbocompressor sembla tenir alguns avantatges, però no sempre és així. Sobretot la vida útil d'aquestes turbines és menor. Els dipòsits de carboni als volants poden bloquejar-los perquè el motor en la gamma alta o baixa no tingui la seva potència. Pitjor encara, els turbocompressors de geometria variable són més difícils de regenerar, cosa que és més car. De vegades, ni tan sols és possible la regeneració completa.
