Turbopolnilnik s spremenljivo geometrijo lopatic

Variable geometry turbocharger
Objavljeno
Članek preveden s pomočjo AI iz izvirnika (vir: autoride.sk)

Turbopolnilnik s spremenljivo geometrijo lopatic je vrsta turbopolnilnika, ki je opremljen s premičnimi lopaticami za prilagajanje pretoka zraka.

V tem članku bomo osvetlili, kako deluje turbopolnilnik s spremenljivo geometrijo lopatic ter kakšne so njegove prednosti in slabosti.

Vsebina

Kako deluje turbopolnilnik s spremenljivo geometrijo?

Z vrtenjem teh lopatic turbopolnilnika se spremeni prečni prerez vstopnega kanala in kot, pod katerim izpušni plini vstopajo v turbine. S spreminjanjem pretočnega preseka vstopnega kanala se spreminja hitrost izpušnih plinov, kar vpliva na vrtljaje turbine, le-ta pa na količino dovedenega stisnjenega zraka. Samo za referenco, vse turbo lopatice se sinhronizirajo pod enakim kotom.

Če je polnilni tlak pri nizki vrtilni frekvenci motorja šibek, se položaj lopatic spremeni tako, da se presek pretoka dovoda izpušnih plinov zoži. To povzroči pospešek izpušnih plinov, kar seveda poveča število vrtljajev turbine in s tem polnilni tlak.

Po drugi strani pa se pri visokih vrtljajih motorja, ko je polnilni tlak zadosten, položaj lopatic spremeni tako, da se poveča prečni prerez vstopa izpušnih plinov. Ta rešitev bo omogočila izrabo čim več energije iz izpušnih plinov.

Na ta način lahko turbopolnilnik s spremenljivo geometrijo lopatic uravnava in prilagaja svoje delo trenutnim zahtevam motorja z notranjim izgorevanjem ter tako izkorišča celotno energijo izpušnih plinov.

Preprosto povedano, turbopolnilnik s spremenljivo geometrijo posnema optimalno velik turbopolnilnik skozi celotno krivuljo moči. Rezultat je torej turbopolnilnik brez opaznega turbolag.

Kje se uporablja turbopolnilnik s spremenljivo geometrijo lopatic?

Vendar se ta tip turbopolnilnika uporablja izključno za dizelske motorje. Razlog je občutljivost rezilnega mehanizma na visoke temperature. Za tiste, ki ne vedo, temperatura izpušnih plinov bencinskih motorjev je nekaj sto stopinj višja kot pri dizelskih motorjih.

Tudi v tem primeru pa obstajajo izjeme, tako da najdete turbopolnilnik s spremenljivo geometrijo lopatic tudi pri bencinski motor.

Prednosti turbopolnilnika s spremenljivo geometrijo lopatic

  • Deluje v širokem območju vrtljajev motorja (kopira optimalno velik turbopolnilnik)
  • Cena je primerljiva s ceno enostavnega turbopolnilnika

Slabosti turbopolnilnika s spremenljivo geometrijo lopatic

  • Manjša zanesljivost v primerjavi s preprostim turbopolnilnikom
  • Zasnovan predvsem za dizelske motorje (pri bencinskih motorjih ta rešitev zahteva uporabo dragih, bolj vzdržljivih materialov)

Video, v katerem Engineering Explained razlaga turbopolnilnik s spremenljivo geometrijo (v angleščini):