Jak działa turbosprężarka ze zmienną geometrią kierownicy VGT?

Autor: Daily Driver · Zdjęcia: Producent · Dodane: 2 stycznia 2016
Zobacz także:
Przelicznik mocy » Auto z Niemiec »

Jak działa turbosprężarka o zmiennej geometrii kierownicy określana skrótem VGT lub VNT? Jakie korzyści daje turbosprężarka VGT? Czy rozwiązanie to jest wolne od wad?

Turbosprężarka jest najpopularniejszym i najbardziej efektywnym sposobem zwiększenie mocy silnika spalinowego. Trzon jej konstrukcji stanowi ułożyskowany wał, na którym umieszczone są dwa wirniki. Pierwszy nazywany wirnikiem turbiny umieszczony jest w układzie wydechowym (usuwającym spaliny z silnika), a drugi tzw. wirnik sprężarki, w systemie dolotowym (dostarczającym świeże powietrze do silnika). Spaliny wylatujące z kolektora wydechowego napędzają wirnik turbiny, co jednocześnie wzbudza do pracy wirnik sprężarki, która zasysa i spręża ogromne porcje powietrza kierowanego później przez kolektor dolotowy do silnika.

Zobacz: Dlaczego licznik w samochodzie zawyża prędkość?

Wadą klasycznej turbosprężarki jest to, że aby tłoczyła ona świeże powietrze do silnika pod odpowiednio wysokim ciśnieniem, musi zostać napędzona dużą ilością gazów spalinowych. Te powstają wtedy, kiedy silnik otrzymuje większą dawkę paliwa i wkręca się na wyższe obroty. Zanim turbosprężarka zadziała potrzeba czasu, a jej opóźnienie w działaniu nazywane jest turbodziurą.

Turbosprężarka z kierownicą strumienia spalin czyli VGT

Aby temu zaradzić, na szeroką skalę wykorzystuje się obecnie turbosprężarki o zmiennej geometrii kierownicy turbiny. Tego typu turbosprężarka określana z języka angielskiego skrótem VGT  (Variable Geometry Turbochargers) lub VNT (Variable Nozzle Turbines), najczęściej ma wirnik turbiny cechujący się stałym kształtem i wymiarami, a zmienne parametry geometrii realizowane są w wyniku zmiany kąta nachylenia łopatek kierownicy spalin. Kąt ten jest modyfikowany za pomocą pneumatycznego siłownika obracającego pierścień, do którego przymocowane są łopatki. Siłownik z kolei jest napędzany podciśnieniem z kolektora dolotowego. W związku z tym, że położenie łopatek jest uzależnione od ciśnienia doładowania (ilości spalin) to moduł ten pozwolił na rezygnację z klasycznego zaworu upustowego. Za pomocą łopatek regulowane jest bowiem m.in. ciśnienie doładowania.

turbosprężarka Volvo D5

Przy niskich obrotach silnika łopatki są ustawione bardzo blisko siebie, tworząc wąski przekrój przepływu powietrza

Gdy silnik pracuje na małych obrotach, łopatki kierownicy zostają ustawione w takiej pozycji, aby ograniczyć przekrój przepływu spalin, tym samym podnosząc ich prędkość. W rezultacie mimo małej ilości gazów, wirnik napędzany jest do wystarczająco dużej prędkości, aby zacząć napędzać wirnik sprężarki powietrza. Gdy rosną obroty silnika, a tym samym ilość gazów docierających do turbosprężarki, łopatki zostają przestawione tak, aby zwiększyć przekrój przepływu spalin, ograniczając ciśnienie gazów, które napierają na wirnik turbiny.Inaczej mogłoby dojść do zniszczenia układu doładowania (w silniku ze zwykłą turbosprężarką ciśnienie regulowane jest przez zawór typu blow-off).

Zobacz: Wymiana sprężyn w samochodzie – o czym pamiętać?

turbosprężarka VGT Honeywell

Turbosprężarka VGT marki Honeywell

Zastosowanie turbosprężarki o zmiennej geometrii kierownicy pozwala zwiększyć efektowność silnika nawet gdy ten pracuje jeszcze przy relatywnie niskich obrotach (rzędu 1500-1600 obr./min). Poprawie ulega przede wszystkim przebieg krzywej momentu obrotowego, a tym samym przyspieszenie auta. Dużo lepsza jest także reakcja silnika na gaz, bowiem turbodziura jest prawie niewyczuwalna.

Zobacz: Kontrolka niskiego ciśnienia oleju – dlaczego się zapala?

Wśród wad turbosprężarek typu VGT najczęściej wymienia się większą ich usterkowość i poziom skomplikowania. Nagar zalegający na łopatkach powoduje, że pierścień nimi sterujący blokuje się i uniemożliwia regulację przepływu powietrza. Jest to bardzo niebezpieczne zjawisko zwłaszcza wtedy, gdy blokada nastąpi przy łopatkach nastawionych na maksymalne zmniejszenie przekroju przepływu powietrza. Dojdzie wtedy do gwałtownego wzrostu ciśnienia doładowania. W takiej sytuacji trzeba unikać jazdy w średnim i wysokim zakresie obrotów i jak najszybciej oddać auto w ręce specjalistów. Niestety, naprawy turbosprężarek VGT są trudne, a przez to kosztowne. Co więcej, nadal brakuje specjalistów potrafiących skutecznie je zregenerować.

Więcej o problemach z turbosprężarkami VGT niebawem.

Dodaj komentarz

6 komentarzy do "Jak działa turbosprężarka ze zmienną geometrią kierownicy VGT?"

Powiadom o
avatar
Sortuj wg:   najnowszy | najstarszy | oceniany
Keke
Gość

Ciśnienie doładowania nie jest regulowane przez zawór blow-off, sluzy on do zmniejszenia cisnienia w dolocie po zamknięciu przepustnicy.

Pawlik ze Stalowej Woli
Gość

Dzięki zmiennej geometrii udało się wyeliminować zjawisko turbodziury. A nadmierny wzrost ciśnienia o którym mowa na końcu artykułu i zagrożenie z nim związane niweluje zawór waste gate. Uwierzcie, jestę ekspertę.

Piotruś Złocista Chryzantema
Gość
Piotruś Złocista Chryzantema

Zmienna geometria to najlepsza od czasów samej turbosprężarki rzecz jaka przydarzyła się turbosprężarkom 😀

Anka
Gość

Bardzo ciekawy artykuł, można się dużo dowiedzieć. Słyszałam bardzo dobre opinie o turbosprężarkach od Mahle. Też produkują takie wysoko wyspecjalizowane części.

wpDiscuz

Aktualności