Muutuva geomeetriaga turboülelaadur (VGT): kuidas see töötab?

Variable geometry turbocharger
Avaldatud kell
Tõlgitud originaalist (allikas: autoride.co)

Muutuva geomeetriaga turboülelaadur (lühidalt VGT), mida mõnikord nimetatakse muutuva düüsiga turbiiniks (VNT), on teatud tüüpi turboülelaadur, mis on varustatud õhuvoolu reguleerimiseks liikuvate labadega.

See artikkel näitab, kuidas muutuva geomeetriaga turboülelaadur töötab ning selle eelised ja puudused.

Sisu

Kuidas muutuva geomeetriaga turboülelaadur töötab?

Nende turboülelaaduri labade pööramine muudab sisselaskekanali voolu ristlõiget ja heitgaaside turbiinidesse sisenemise nurka. Sisselaskekanali voolu ristlõike muutmisel muutub heitgaaside kiirus, mis mõjutab turbiini kiirust, mõjutades etteantava suruõhu kogust. Võrdluseks – kõik turbolabad pöörlevad sünkroonis sama nurga all.

Kui mootori madalatel pööretel on ülelaadimisrõhk nõrk, muutub labade asend nii, et heitgaasi sisselaskeava voolu ristlõige kitseneb. See põhjustab heitgaaside kiirenemist, suurendades turbiini kiirust ja seega suurendades rõhku.

Seevastu mootori kõrgetel pööretel, kui täitmisrõhk on piisav, muutub labade asend nii, et heitgaasi sisselaskeava voolu ristlõige suureneb. See lahendus võimaldab kasutada võimalikult palju heitgaasidest saadavat energiat.

Nii saab muutuva geomeetriaga turboülelaadur reguleerida ja kohandada oma tööd vastavalt sisepõlemismootori hetkenõuetele ning seeläbi ära kasutada heitgaaside koguenergiat.

Lihtsamalt öeldes jäljendab muutuva geomeetriaga turboülelaadur optimaalse suurusega turbolaadurit kogu võimsuskõvera ulatuses. Tulemuseks on turbolaadur, millel puudub märgatav turbo lag.

Kus VGT-d kasutatakse?

Seda tüüpi turboülelaadurit kasutatakse eranditult diiselmootorite jaoks. Põhjuseks on tera mehhanismi tundlikkus kõrgete temperatuuride suhtes. Kes ei tea, siis bensiinimootorite heitgaaside temperatuur on mitusada kraadi Celsiuse järgi kõrgem kui diiselmootoritel.

Ka sel juhul on aga erandeid, et muutuva labageomeetriaga turbolaaduri leiab ka bensiinimootoriga.

Muutuva geomeetriaga turboülelaaduri eelised

  • Töötab laias mootori pöörete vahemikus – kopeerib optimaalse suurusega turbolaadurit
  • Hind on võrreldav lihtsa turbolaaduri hinnaga

Muutuva geomeetriaga turboülelaaduri puudused

  • Madalam töökindlus võrreldes lihtsa turbolaaduriga
  • Mõeldud eelkõige diiselmootoritele – bensiinimootorite puhul eeldab see lahendus kallite vastupidavamate materjalide kasutamist

Video, milles Engineering Explained selgitab muutuva geomeetriaga turbolaadurit: