Конструкція
Пристрій із змінною геометрією турбіни від звичайних моделей відрізняється наявністю додаткового механізму у вхідній частині турбінного корпусу. Існує кілька варіантів його конструкції.
Найбільш поширеним типом є ковзне лопатеві кільце. Цей пристрій представлено кільцем з рядом жорстко закріплених лопаток, розташованих навколо ротора і рухаються відносно нерухомої пластини. Ковзаючий механізм служить для звуження/розширення проходу для потоку газів.
Зважаючи на те, що лопатеві кільце ковзає в осьовому напрямку, цей механізм досить компактний, а мінімальна кількість слабких місць забезпечує міцність. Даний варіант підходить для великих двигунів, тому застосовується в основному на вантажівках і автобусах. Він характеризується простотою, високою продуктивністю на “низах”, надійністю.
Другий варіант також припускає наявність лопатевого кільця. Проте в даному випадку воно жорстко закріплено на плоскій пластині, а лопатки встановлені на штифтах, що забезпечують їх обертання в осьовому напрямку, по іншу її сторону. Таким чином, геометрія турбіни змінюється за допомогою лопатей. Цей варіант відрізняється кращою ефективністю.
Однак зважаючи на велику кількість рухомих елементів така конструкція менш надійна, особливо у високотемпературних умовах. Зазначені проблеми обумовлені тертям металевих деталей, які при нагріванні розширюються.
Ще один варіант – рухома стінка. Багато в чому він аналогічний технології ковзного кільця, проте в даному випадку нерухомі лопаті встановлені на статичній пластині, а не на ковзному кільці.
Турбокомпресор із змінною площею (VAT) передбачає наявність лопаток, що обертаються навколо точки установки. На відміну від схеми з поворотними лопатями вони встановлені не по колу кільця, а в ряд. Зважаючи на те, що такий варіант вимагає складної і дорогої механічної системи, що були розроблені спрощені версії.
Одна з них – турбокомпресор із змінною витратою (VFT) Aisin Seiki. Корпус турбіни розділений на два канали нерухомої лопатою і оснащений заслінкою, що розподіляє потік між ними. Ще кілька нерухомих лопаток встановлені навколо ротора. Вони забезпечують утримання та злиття потоку.
Другий варіант, званий схемою Switchblade, ближче до VAT, однак тут замість ряду лопаток використовується одна лопать, також обертається навколо точки установки. Існує два типи такої конструкції. Один з них передбачає встановлення лопаті в центральній частині корпусу. У другому випадку вона знаходиться посередині каналу і розділяє його на два відсіки, як лопатка VFT.
Для керування турбіною із змінною геометрією застосовуються приводи: електричні, гідравлічні, пневматичні. Контроль турбокомпресора здійснює блок управління двигуном (ЕБУ, БУД).
Слід зазначити, що для таких турбін не потрібно перепускний клапан, так як завдяки точному контролю можна уповільнити потік вихлопних газів недекомпрессионным способом і пропустити надлишки через турбіну.
