Типы турбин

Конструктивно различают три вида исполнения турбокомпрессоров:

нагнетатель с перепуском отработавших газов
нагнетатель с изменяемой геометрией турбины
нагнетатель с дросселированием турбины

Нагнетатель с перепуском отработавших газов

При высоких нагрузках на двигатель часть потока отработавших газов через перепускной клапан направляется мимо турбины в систему выпуска отработавших газов. Вследствие этого поток газов через турбину уменьшается, что снижает как степень сжатия воздуха компрессором, так и излишне высокую частоту вращения вала турбонагнетателя. При низких нагрузках на двигатель клапан закрывается, и весь поток отработавших газов направляется в турбину.

Нагнетатель с изменяемой геометрией турбины.

Нагнетатель с изменяемой геометрией турбины (система VNT) дает возможность ограничить поток отработавших газов через турбину при высокой частоте вращения коленчатого вала двигателя. Подвижные направляющие лопатки соплового аппарата изменяют поперечное сечение каналов, через которые отработавшие газы устремляются на крыльчатку турбины. Этим они согласовывают возникающее в турбине давление газа с требуемым давлением наддува. При низкой нагрузке на двигатель подвижные лопатки открывают небольшое поперечное сечение каналов так, что увеличивается противодавление отработавших газов. Поток газов развивает в турбине высокую скорость, обеспечивая высокую частоту вращения вала нагнетателя. При этом поток отработавших газов действует на более удаленную от оси вала область лопаток крыльчатки турбины. Таким образом, возникает большее плечо силы, которое дополнительно увеличивает крутящий момент. При высокой нагрузке направляющие лопатки открывают большее поперечное сечение каналов, что уменьшает скорость течения потока отработавших газов. Вследствие этого турбонагнетатель при равном количестве отработавших газов меньше ускоряется и работает с меньшей частотой при большем количестве газов. Этим способом ограничивается давление наддува.

Нагнетатель с дросселированием турбины.

Нагнетатель с дросселированием турбины (система VST) устанавливают на широком спектре двигателей внутреннего сгорания, предназначенных для автомобилей легкового, коммерческого и грузового автопарка.

В отличие от нагнетателя с изменяемой геометрией турбины, в этой конструкции лопатки нагнетателя не изменяют свой угол атаки относительно потока отработавших газов. При достижении желаемого давления наддува управляющим вакуумным цилиндром (клапаном) увеличивается проходное сечение между подвижным сопловым аппаратом и термошайбой, тем самым снижается скорость потока отработавших газов и происходит ограничение скорости вращения ротора турбокомпрессора и, соответственно, давления наддува. Основное преимущество этого вида нагнетателя – простота и технологичность конструкции, соответственно, высокая надежность и безотказность агрегата в целом.