Variable Turbinengeometrie – besser als feste Geometrie?

Die ersten Typen von Turboladern wurden durch Druck auf das Wastegate gesteuert. Beim Erreichen der Ladedruckgrenze öffnete das Ventil, wodurch überschüssige Abgase in den Auspuff entweichen konnten. Variable Turbinengeometrie funktioniert anders und beinhaltet zusätzlich die sog. Ruder, also Ruder. Worum geht es? wir antworten!

Was ist eine Turbine mit variabler Geometrie?

Wie oben erwähnt, kann die Turbinengeometrie bei VHT-Verdichtern (bzw. je nach Hersteller VGT oder VTG) fest oder variabel sein. Die Idee ist, die vom Motor produzierten Abgase so effizient wie möglich zu verwalten. Die VNT-Turbine hat einen zusätzlichen Ring auf der heißen Seite. Ruder (oder Ruder) werden darauf platziert. Der Winkel ihrer Abweichung wird durch ein Vakuumventil reguliert. Diese Schaufeln können den Raum für den Rauchgasstrom verringern oder vergrößern, was sich auf die Geschwindigkeit ihres Stroms auswirkt. Dadurch kann sich das Laufrad der heißen Seite auch im Leerlauf schneller drehen.

Wie funktioniert ein Turbolader mit fester und variabler Geometrie?

Im Leerlauf oder im niedrigen Drehzahlbereich des Motors (je nach Motorbaugruppe und Turbinengröße) ist genügend Abgas vorhanden, um die Turbine daran zu hindern, Ladedruck zu erzeugen. Ein Turboloch tritt auf, wenn das Gaspedal bei Turboeinheiten mit fester Geometrie stark gedrückt wird. Dies ist ein Moment des Zögerns und keine plötzliche Beschleunigung. Eine solche Turbine kann nicht sofort beschleunigen.

Turbinenbetrieb mit variabler Geometrie

Durch die variable Geometrie der Turbine kann bereits bei niedrigen Drehzahlen, wenn der Motor wenig Abgas produziert, ein nutzbarer Ladedruck erreicht werden. Das Vakuumventil bewegt das Lenkrad in eine Position, um den Abgasstrom zu reduzieren und die Abgasgeschwindigkeit zu erhöhen. Dies führt zu einer schnelleren Drehung des Rotors und einer Drehung des Kompressionsrads auf der kalten Seite. Dann wird auch ein sofortiger Druck auf das Gaspedal ohne zu zögern zu einer deutlichen Beschleunigung führen.

Konstruktion von Turboladern mit variabler Geometrie und konventionellen Turboladern

Ein Fahrer, der eine Turbine von außen betrachtet, bemerkt möglicherweise nicht den Unterschied zwischen einem Typ und einem anderen. Die variable Geometrie ist auf der heißen Seite verborgen und für das Auge nicht sichtbar. Bei genauem Hinsehen erkennt man jedoch direkt neben dem Abgaskrümmer einen viel größeren Teil der Turbine. Zusätzliche Bedienelemente sollten hineinpassen. Bei einigen Typen von VNT-Turbinen gibt es auch elektropneumatische Regelventile mit einem zusätzlichen Schrittmotor, was auch bei der Inspektion der Ausrüstung sichtbar ist.

Turbine - variable Geometrie und ihre Vorteile

Einer der Vorteile dieses Systems, das Sie bereits kennen, ist, dass es den Effekt des Turbolochs eliminiert. Es gibt mehrere Möglichkeiten, dieses Phänomen zu beseitigen, z. B. durch Anfetten des Gemischs oder den Einsatz von Hybrid-Turboladern. Die variable Turbinengeometrie funktioniert jedoch sehr gut in Autos mit kleinen Motoren, wo der Drehmomentverlauf so früh wie möglich hoch sein muss. Außerdem muss der Motor nicht auf hohe Drehzahlen gedreht werden, damit der Kern mit dem Rotor und dem Kompressionsrad beschleunigt. Dies ist wichtig für die Lebensdauer der Einheit, die bei niedrigeren Drehzahlen ein maximales Drehmoment erzeugen kann.

Turbolader mit variabler Geometrie - Nachteile

Die Nachteile einer Turbine mit variabler Geometrie sind:

• große Komplexität des Designs des Geräts selbst. Dies führt zu den Kosten für den Kauf und die Regenerierung einer solchen Turbine;
• das Schaufelsteuersystem ist anfällig für Verschmutzung. 

Eine unsachgemäße Verwendung des Fahrzeugs (und im Grunde des Motors selbst) kann die Lebensdauer des Turboladers erheblich verkürzen. Jegliche Lecks im Kühlsystem und Druck haben ebenfalls einen erheblichen Einfluss auf den Betrieb der Komponente. Glücklicherweise wird variable Geometrie regeneriert und muss oft nicht ersetzt werden.

Es ist kaum zu übersehen, dass die variable Geometrie der Turbine nützlich ist, was Sie besonders beim Fahren in der Stadt und beim Überholen zu schätzen wissen. Mit VNT können Sie den Effekt des Turbolochs auf nahezu Null reduzieren. Im Falle eines Ausfalls ist es jedoch äußerst schwierig, die ursprünglichen Parameter der regenerierten Elemente wiederherzustellen. Obwohl sie nicht immer durch neue ersetzt werden müssen, sind sie schwieriger zu reparieren als herkömmliche Komponenten. Eine Leistungsänderung ist dann beispielsweise beim Bremsen zu beobachten. Sie müssen entscheiden, ob die variable Geometrie für Ihr Fahrzeug besser ist als die feste Geometrie.