Geometri tetap vs turbocharger geometri variabel - apa bedanya?

Seringkali saat mendeskripsikan mesin, istilah "geometri turbocharger variabel" digunakan. Apa bedanya dengan konstanta dan apa kelebihan dan kekurangannya?

Turbocharger adalah perangkat yang telah banyak digunakan pada mesin diesel sejak tahun 80-an, meningkatkan torsi dan tenaga serta berdampak positif pada konsumsi bahan bakar. Berkat turbocharger, mesin diesel tidak lagi dianggap sebagai mesin yang bekerja kotor. Di mesin bensin, mereka mulai memiliki tugas yang sama dan lebih sering muncul di tahun 90-an, seiring waktu mereka mendapatkan popularitas, dan setelah 2010 mereka menjadi umum di mesin bensin seperti di tahun 80-an dan 90-an di mesin diesel.

Bagaimana cara kerja turbocharger?

Turbocharger terdiri dari turbin dan kompresor dipasang pada poros bersama dan dalam satu rumahan dibagi menjadi dua sisi yang hampir ganda. Turbin digerakkan oleh gas buang dari manifold buang, dan kompresor, yang berputar pada rotor yang sama dengan turbin dan digerakkan olehnya, menciptakan tekanan udara, yang disebut. penambahan. Kemudian masuk ke intake manifold dan ruang bakar. Semakin tinggi tekanan gas buang (semakin tinggi putaran mesin), semakin tinggi pula tekanan kompresinya.  

Masalah utama turbocharger justru terletak pada fakta ini, karena tanpa kecepatan gas buang yang tepat, tidak akan ada tekanan yang tepat untuk mengompresi udara yang masuk ke mesin. Supercharging membutuhkan sejumlah gas buang dari mesin pada kecepatan tertentu - tanpa beban knalpot yang tepat, tidak ada dorongan yang tepat, sehingga mesin supercharger pada rpm rendah sangatlah lemah.

Untuk meminimalkan fenomena yang tidak diinginkan ini, turbocharger dengan dimensi yang tepat untuk mesin tertentu harus digunakan. Yang lebih kecil (rotor berdiameter lebih kecil) "berputar" lebih cepat karena menghasilkan lebih sedikit hambatan (lebih sedikit inersia), tetapi memberikan lebih sedikit udara, dan karenanya tidak akan menghasilkan banyak dorongan, mis. kekuatan. Semakin besar turbin, semakin efisien, tetapi membutuhkan lebih banyak beban gas buang dan lebih banyak waktu untuk "berputar". Kali ini disebut turbo lag atau lag. Oleh karena itu, masuk akal untuk menggunakan turbocharger kecil untuk mesin kecil (hingga sekitar 2 liter) dan yang besar untuk mesin yang lebih besar. Namun, yang lebih besar masih memiliki masalah lag, jadi Mesin besar biasanya menggunakan sistem bi-turbo dan twin-turbo.

Bensin dengan injeksi langsung - mengapa turbo?

Geometri variabel - solusi untuk masalah turbo lag

Cara paling efektif untuk mengurangi turbo lag adalah dengan menggunakan turbin geometri variabel. Baling-baling yang dapat digerakkan, yang disebut baling-baling, mengubah posisinya (sudut kemiringan) dan dengan demikian memberikan bentuk yang bervariasi pada aliran gas buang yang jatuh pada bilah turbin yang tidak berubah. Bergantung pada tekanan gas buang, bilah dipasang pada sudut yang lebih besar atau lebih kecil, yang mempercepat putaran rotor bahkan pada tekanan gas buang yang lebih rendah, dan pada tekanan gas buang yang lebih tinggi, turbocharger beroperasi seperti konvensional tanpa variabel. geometri. Kemudi dipasang dengan penggerak pneumatik atau elektronik. Geometri variabel turbin awalnya digunakan hampir secara eksklusif di mesin diesel., tetapi sekarang juga semakin banyak digunakan oleh bensin.

Pengaruh geometri variabel lebih banyak akselerasi mulus dari putaran rendah dan tidak adanya momen nyata "menyalakan turbo". Biasanya, mesin diesel dengan geometri turbin konstan berakselerasi hingga sekitar 2000 rpm jauh lebih cepat. Jika turbo memiliki geometri variabel, mereka dapat berakselerasi dengan mulus dan jelas dari sekitar 1700-1800 rpm.

Geometri variabel turbocharger tampaknya memiliki beberapa kelebihan, tetapi tidak selalu demikian. Diatas segalanya masa pakai turbin tersebut lebih rendah. Endapan karbon pada roda kemudi dapat menghalanginya sehingga mesin pada kisaran tinggi atau rendah tidak memiliki tenaga. Lebih buruk lagi, turbocharger geometri variabel lebih sulit dibuat ulang, yang lebih mahal. Terkadang regenerasi lengkap bahkan tidak mungkin dilakukan.