可変ジオメトリー ターボとは何ですか?またその仕組みは何ですか?

ピークパワーを犠牲にすることなくターボの応答性をさらに高めたい場合は、可変ジオメトリーターボがまさに必要なものかもしれません。 ここでは、VGT とは何か、その仕組みと、固定ジオメトリー ターボチャージャーと比較した VGT の利点について説明します。

ターボチャージャーは、不要なエネルギーを吸収し、それをエンジン出力の増加に使用するため、優れています。 可変ジオメトリ ターボチャージャーは、複雑さの増加とともに多くの利点を提供するこのテクノロジーの高度なバージョンです。 Instagram で KF Turbo が作成したビデオのおかげで、可変ジオメトリー ターボの何が特別なのかを詳しく知ることができました。

可変ジオメトリーターボチャージャーはどのように機能するのでしょうか?

このビデオでは、典型的な可変ベーン 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囲に配置された一連のブレードで構成され、その角度はアクチュエーターによって制御されます。 たとえば、パドルが上下に動く他のデザインもあります。 トラックやその他の大型車両などのより重い機械でより一般的です。 

固定ジオメトリーターボチャージャーとの違いは何ですか?

従来の固定ジオメトリの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にブーストを生み出します。 低 RPM では、エンジンはタービンを回転させて大幅なレベルのブースト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われます。

エンジンが推力を生成するのに十分な高回転数に達しても、タービンを適切な速度まで回転させるには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。 ターボラグとブーストしきい値は、回転するためにより多くのパワーを必要とする大型のターボほど高くなります。 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。 エンジニアリングにおける他の多くのことと同様、これは妥協です。   

可変ジオメトリーターボチャージャーの利点は何ですか?

可変ジオメトリ ターボチャージャは、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することで、これを変更しようとします。 ここに示されているような回転ベーン ターボチャージャーでは、エンジン速度が低い場合、ベーンはほとんど閉じたままとなり、ベーンへの排気ガスの流れが制限されます。 この制限により流量が増加し、排気ガスがタービンをより速く加速するのに役立ちます。 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。 

RPMペナルティ

ただし、そのような制限を設けると、エンジンが出力を生成するためにより多くの排気ガスを送り込む必要がある、より高い RPM では重大なペナルティが発生します。 この状態では、ベーンが開き、できるだけ多くの排気ガスがターボチャージャーを通過できるようになり、背圧が増加して出力が低下する制限が回避されます。 

なぜ可変ジオメトリーターボチャージャーの方が便利なのでしょうか？

つまり、可変ジオメトリー ターボ エンジンは、まさに両方の長所を兼ね備えたものなのです。 VGT は、大型のターボ セットアップに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を発生させることなく、多くのパワーを供給できます。 全体的な効率も向上し、場合によってはブレードをエンジンブレーキとして使用することもできます。 以下のビデオは、このテクノロジーがどのように機能するかを、役立つホワイトボードの図とともにわかりやすく説明しています。

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