Turbolader met vaste en variabele geometrie - wat is het verschil?
Vaak wordt bij het beschrijven van motoren de term "variabele turbocompressorgeometrie" gebruikt. Wat is het verschil met een constante en wat zijn de voor- en nadelen?
Een turbocompressor is een apparaat dat sinds de jaren 80 veel wordt gebruikt in dieselmotoren, waardoor het koppel en het vermogen toenemen en het brandstofverbruik positief wordt beïnvloed. Dankzij de turbocompressor werden diesels niet langer gezien als vuile werkmachines. In benzinemotoren begonnen ze dezelfde taak te krijgen en kwamen ze vaker voor in de jaren 90, na verloop van tijd wonnen ze aan populariteit en na 2010 werden ze net zo gewoon in benzinemotoren als in de jaren 80 en 90. in diesels.
Hoe werkt een turbolader?
Een turbocompressor bestaat uit een turbine en een compressor gemonteerd op een gemeenschappelijke as en in één behuizing verdeeld in twee bijna dubbele zijden. De turbine wordt aangedreven door uitlaatgassen uit het uitlaatspruitstuk, en de compressor, die op dezelfde rotor draait als de turbine en daardoor wordt aangedreven, creëert luchtdruk, de zogenaamde. aanvulling. Vervolgens komt het in het inlaatspruitstuk en de verbrandingskamers. Hoe hoger de uitlaatgasdruk (hoger toerental), hoe hoger de compressiedruk.
Het grootste probleem met turbocompressoren ligt precies in dit feit, want zonder de juiste uitlaatgassnelheid zal er geen goede compressiedruk zijn voor de lucht die de motor binnenkomt. Superchargen vereist een bepaalde hoeveelheid uitlaatgas van een motor bij een bepaald toerental - zonder de juiste uitlaatbelasting is er geen goede boost, dus motoren met supercharger bij een laag toerental zijn extreem zwak.
Om dit ongewenste verschijnsel tot een minimum te beperken, moet een turbocompressor met de juiste afmetingen voor de betreffende motor worden gebruikt. De kleinere (rotor met kleinere diameter) "draait" sneller omdat hij minder weerstand creëert (minder traagheid), maar hij geeft minder lucht en zal daarom niet veel boost genereren, d.w.z. stroom. Hoe groter de turbine, hoe efficiënter hij is, maar hij vereist meer uitlaatgas en meer tijd om te "draaien". Deze tijd wordt turbo lag of lag genoemd. Daarom is het zinvol om een kleine turbocompressor te gebruiken voor een kleine motor (tot ongeveer 2 liter) en een grote voor een grotere motor. Grotere hebben echter nog steeds een "lag" -probleem, dus Grote motoren gebruiken meestal bi-turbo- en twin-turbosystemen.
Benzine met directe injectie - waarom turbo?
Variabele geometrie - de oplossing voor het turbolag-probleem
De meest effectieve manier om turbovertraging te verminderen, is door een turbine met variabele geometrie te gebruiken. Beweegbare schoepen, schoepen genoemd, veranderen van positie (hellingshoek) en geven daardoor een variabele vorm aan de stroom uitlaatgassen die op de onveranderlijke turbinebladen valt. Afhankelijk van de druk van de uitlaatgassen worden de bladen in een grotere of kleinere hoek geplaatst, wat de rotatie van de rotor versnelt, zelfs bij een lagere uitlaatgasdruk, en bij een hogere uitlaatgasdruk werkt de turbocompressor als een conventionele zonder variabele geometrie. De roeren zijn gemonteerd met een pneumatische of elektronische aandrijving. Variabele turbinegeometrie werd aanvankelijk bijna uitsluitend gebruikt in dieselmotoren., maar het wordt nu ook steeds meer gebruikt door benzine.
Het effect van variabele geometrie is meer soepele acceleratie vanaf lage toeren en de afwezigheid van een merkbaar moment van "turbo inschakelen". In de regel accelereren dieselmotoren met een constante turbinegeometrie veel sneller tot ongeveer 2000 tpm. Als de turbo een variabele geometrie heeft, kunnen ze soepel en duidelijk accelereren vanaf ongeveer 1700-1800 tpm.
De variabele geometrie van de turbocompressor lijkt enkele pluspunten te hebben, maar dit is niet altijd het geval. Bovenal de levensduur van dergelijke turbines is lager. Koolafzettingen op de stuurwielen kunnen deze blokkeren, zodat de motor in het hoge of lage bereik zijn kracht niet heeft. Erger nog, turboladers met variabele geometrie zijn moeilijker te regenereren, wat duurder is. Soms is volledige regeneratie niet eens mogelijk.
