Variabel geometri-turbo (VGT)

En variabel geometri-turbolader, forkortet VGT og undertiden kaldet en turbo med variabel dyse, er en avanceret turbotype, der tilpasser sig motorens driftsforhold for at levere stærkt ladetryk gennem hele omdrejningsområdet. Konventionelle turboer med fast geometri må gå på kompromis mellem tidlig respons og strømning ved høje omdrejninger; VGT'en undgår denne afvejning ved fysisk at ændre geometrien af den udstødningskanal, der fører til turbinen, så den i praksis opfører sig som en lille turbo ved lave hastigheder og en stor ved høje.

Mekanismen er bygget op om en krans af bevægelige ledeskovle, eller dyser, anbragt rundt om turbinehjulet inde i turbinehuset. Disse skovle drejer samtidigt, styret af en aktuator, der kan være vakuum-, trykluft- eller i stigende grad elektrisk drevet, og som styres af motorstyringen. Ved at ændre deres vinkel varierer skovlene det tværsnitsareal, udstødningsgassen passerer igennem, og den vinkel, den rammer turbinebladene med. En indsnævring af kanalen accelererer gassen og retter den mere aggressivt mod turbinen; en udvidelse lader hele udstødningsstrømmen passere med minimal modstand.

Denne variabilitet er netop det, der giver VGT'en dens brede, fleksible ladetryk. Ved lave motoromdrejninger, hvor udstødningsenergien er knap, lukker skovlene sig sammen for at begrænse strømmen og fremskynde gassen, så selv en lille mængde driver turbinen hårdt og frembringer nyttigt ladetryk tidligt — hvilket markant reducerer turbohul. Efterhånden som omdrejningerne stiger og udstødningsmængden vokser, åbner skovlene sig gradvist for at undgå at kvæle motoren med for stort modtryk og for at lade turbinen strømme frit ved høj effekt. Den enkelte turbolader leverer dermed den lille enheds tidlige respons og den store enheds kapacitet i toppen uden kompleksiteten ved flere turboer.

Variabel geometri-turbo er i dag nærmest universel på moderne turbodieselmotorer og er en af de nøgleteknologier, der gjorde common rail-dieselmotorer så fleksible og responsive. Dieselmotorens forholdsvis kølige, iltrige udstødning passer skovlmekanismen godt og lader den fungere driftssikkert uden de ekstreme temperaturer, der længe gjorde VGT'er vanskelige at anvende på benzinmotorer. På dieselmotorer hjælper systemet også med motorbremsning og kan understøtte udstødningsgasrecirkulation ved at regulere modtrykket. Benzinanvendelser, der indebærer langt varmere udstødning, er kommet langsommere til og er afhængige af dyrere højtemperaturmaterialer.

De vigtigste forbehold angår driftssikkerhed og vedligeholdelse. De bevægelige skovle arbejder i en varm, sodet udstødningsstrøm, og især på dieselmotorer kan de blive tilstoppet med kulstof og sod, så de sidder fast, og ladetryksstyringen opfører sig forkert. Regelmæssig brug, olie af god kvalitet og lejlighedsvis livlig kørsel hjælper med at holde mekanismen fri, og aktuatoren og forbindelsesstangen er almindelige servicepunkter. Ved siden af twin-scroll-, sekventielle og twin-turbo-opstillinger udgør VGT'en den mest elegante enkeltturbo-løsning på det evige problem med at levere ladetryk overalt i omdrejningsområdet.