Változó geometriájú turbó (VGT)

A változó geometriájú turbófeltöltő, rövidítve VGT, amelyet olykor változó fúvókájú turbinának is neveznek, a turbó kifinomult formája, amely a motor körülményeihez igazodva a teljes fordulattartományban erős töltőnyomást biztosít. A hagyományos, rögzített geometriájú turbóknak választaniuk kell a korai válaszkészség és a magas fordulaton elérhető áramlás között; a VGT megkerüli ezt az alkut azzal, hogy fizikailag megváltoztatja a turbinát tápláló kipufogójárat geometriáját, így alacsony fordulaton lényegében kis turbóként, magas fordulaton nagy turbóként viselkedik.

A mechanizmus középpontjában a turbinaházon belül, a turbinakerék körül elrendezett mozgatható lapátok, fúvókák gyűrűje áll. Ezek a lapátok együtt fordulnak el, egy működtető vezérli őket, amely lehet vákuumos, pneumatikus vagy egyre gyakrabban elektromos, és a motorvezérlő egység irányítja. Szögük változtatásával a lapátok módosítják azt a keresztmetszetet, amelyen a kipufogógáz áthalad, és azt a szöget, amelyben a turbinalapátokat éri. A járat szűkítése felgyorsítja a gázt és agresszívabban a turbinára irányítja; a tágítása minimális ellenállással engedi át a teljes kipufogóáramot.

Épp ez a változtathatóság adja a VGT széles, rugalmas töltőnyomását. Alacsony fordulaton, amikor kevés a kipufogóenergia, a lapátok bezárnak, hogy szűkítsék az áramlást, felgyorsítva a gázt, így már kis mennyiség is erősen pörgeti a turbinát és korán hasznos töltőnyomást ad — élesen csökkentve a turbólyukat. Ahogy a fordulat emelkedik és a kipufogógáz mennyisége nő, a lapátok fokozatosan nyitnak, hogy ne fojtsák meg a motort túlzott ellennyomással, és hogy a turbina nagy teljesítményen szabadon áramolhasson. Az egyetlen turbófeltöltő így egy kis egység korai válaszkészségét és egy nagy egység felső tartománybeli kapacitását nyújtja, több turbó bonyolultsága nélkül.

A változó geometriájú turbófeltöltés ma már szinte általános a korszerű turbódízel motorokon, és egyike azoknak a kulcstechnológiáknak, amelyek a common-rail dízeleket olyan rugalmassá és válaszkészsé tették. A dízel viszonylag hűvös, oxigénben gazdag kipufogógáza jól illik a lapátmechanizmushoz, lehetővé téve a megbízható működést azon szélsőséges hőmérsékletek nélkül, amelyek a VGT-t sokáig nehezen alkalmazhatóvá tették benzinmotorokon. A dízeleknél a rendszer a motorfékezésben is segít, és az ellennyomás szabályozásával támogathatja a kipufogógáz-visszavezetést is. A benzines alkalmazások, amelyek sokkal forróbb kipufogógázzal járnak, lassabban jelentek meg, és drágább, magas hőmérsékletű anyagokra szorulnak.

A legfőbb óvatosság a megbízhatóságot és a karbantartást illeti. A mozgatható lapátok forró, kormos kipufogóáramban működnek, és különösen a dízeleknél elkormosodhatnak és koromtól beragadhatnak, ami miatt a töltőnyomás-szabályozás rendellenesen működik. A rendszeres használat, a jó minőségű olaj és az alkalmankénti fürge járatás segít szabadon tartani a mechanizmust, a működtető és a vonórúd pedig gyakori szervizpont. A twin-scroll, a szekvenciális és a twin-turbo elrendezések mellett a VGT a legelegánsabb egyturbós megoldás arra az örök problémára, hogyan adjon töltőnyomást mindenhol a fordulattartományban.