ターボチャージャーは素晴らしいもので、無駄なエネルギーを取り、それを使ってエンジンがより多くのパワーを生み出すのを助けます.可変ジオメトリ ターボチャージャーは、この技術の高度なバージョンであり、複雑さの増加とともにいくつかの利点をもたらします。 KF Turbo が Instagram で撮影したビデオのおかげで、可変ジオメトリ ターボが特別な理由を詳しく見ることができます。
ビデオは、典型的なムービング ベーン可変ジオメトリ ターボチャージャーの内部を示しています。これは、排気タービンの周りに配置された一連のベーンで構成され、その角度はアクチュエータによって制御されます。たとえば、上下に動くベーンを備えた他のデザインも存在します。これらは、トラックやその他の大型車両などのより重い用途でより一般的です。
通常の固定ジオメトリ ターボチャージャーでは、排気ガスがタービンを通過してタービンを回転させ、付属のコンプレッサーを回転させてエンジンのブーストを生成します。エンジン速度が低い場合、エンジンはタービンを回転させて意味のあるブースト レベルを生成するのに十分な排気流を生成しません。この時点で、システムはブーストしきい値を下回っていると言えます。
エンジンがブーストを生成するのに適切な高 RPM に達すると、タービンを回転させるのにまだ時間がかかります。これはターボ ラグとして知られています。 タービンが大きいほど、ターボ ラグとブーストしきい値が高くなり、回転するのにより多くのエネルギーが必要になります。ただし、これらの高流量タービンは、より多くの電力を生成できます。非常に多くのことがエンジニアリングにあるため、これはトレードオフです。
可変ジオメトリターボチャージャーは、タービンシステムのジオメトリを機能的に変更するベーンまたはその他の機能を追加して、これを変更しようとしています。ここに見られるような回転ベーン ターボチャージャーでは、ベーンは低いエンジン速度でほぼ閉じたままになり、ブレードに向かう排気の流れを制限します。この制限により、流れの速度が上がり、排気ガスがタービンの速度を上げるのに役立ちます。これにより、ブーストしきい値が下がり、ターボラグが減少します。
ただし、このような制限を設けることは、エンジンが出力を得るためにより多くの排気を排出する必要がある高 RPM では大きなペナルティとなります。この状態では、ベーンが開いて、できるだけ多くの排気ガスがターボを通過できるようになり、背圧を増加させて出力を低下させる制限を回避します。
したがって、可変ジオメトリターボは、実際に両方の長所を備えています。 VGT は、大型ターボの取り付けに通常伴う高いブーストしきい値とターボ ラグという通常のトレードオフなしに、大きなパワーを生成できます。全体的な効率も向上し、一部のアプリケーションではベーンをエンジン ブレーキとして使用することもできます。以下の Engineering Explained のビデオは、このテクノロジーがどのように機能するかを説明する優れた説明であり、役立つホワイトボードの図を使用しています。
ここでのトレードオフは複雑さです。可動ベーンは、熱膨張によって所定の位置に固定されることなく、灼熱の高温の排気温度に対処する必要があるため、材料の選択が最も重要です。ベーンを制御するためにアクチュエータを取り付ける必要があり、エンジンの動作条件に対してベーンの位置が理想的であることを確認するために、通常はエンジン制御ユニットによってベーンを制御する必要があります。
このような複雑さにより、伝統的に可変ジオメトリ ターボはチューナー シーンよりも OEM の世界に留まっていました。ただし、アフターマーケット コントローラーは存在し、勇敢なチューナーやエンジン ビルダーが VGT ビルドに取り組むのを止めるものは何もありません。ピーク出力を犠牲にすることなく、ターボ エンジンの優れた応答性が必要な場合は、可変ジオメトリ ターボが最適です。
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