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Turbocompressore a geometria variabile (VGT): come funziona?

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Tradotto con l'aiuto dell'intelligenza artificiale dal nostro articolo originale (fonte: autoride.io)

Un turbocompressore a geometria variabile (VGT in breve), talvolta chiamato turbina a ugelli variabili (VNT), è un tipo di turbocompressore dotato di pale mobili per regolare il flusso d'aria.

Questo articolo mostrerà come funziona un turbocompressore a geometria variabile e i suoi vantaggi e svantaggi.

Sommario

Come funziona un turbocompressore a geometria variabile?

La rotazione di queste pale del turbocompressore modifica la sezione trasversale del flusso del canale di aspirazione e l'angolo con cui i gas di scarico entrano nelle turbine. Modificando la sezione di flusso del canale di ingresso, la velocità dei gas di scarico cambierà, influenzando la velocità della turbina, influenzando la quantità di aria compressa fornita. Per riferimento, tutte le pale turbo ruotano in sincronia con lo stesso angolo.

Se la pressione di sovralimentazione ai bassi regimi del motore è debole, la posizione delle palette cambierà in modo da restringere la sezione trasversale del flusso dell'ingresso dei gas di scarico. Ciò fa accelerare i gas di scarico, aumentando la velocità della turbina e quindi aumentando la pressione.

D'altra parte, agli alti regimi del motore, quando la pressione di riempimento è sufficiente, la posizione delle palette cambia in modo tale che la sezione di flusso dell'ingresso dei gas di scarico aumenta. Questa soluzione consentirà di utilizzare quanta più energia possibile dai gas di scarico.

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In questo modo, il turbocompressore a geometria variabile può regolare e adattare il proprio lavoro alle esigenze attuali del motore a combustione e quindi utilizzare l'energia totale dei gas di scarico.

In poche parole, un turbocompressore a geometria variabile imita un turbocompressore di dimensioni ottimali lungo tutta la curva di potenza. Il risultato è un turbocompressore senza un evidente turbo lag.

Dove viene utilizzato un VGT?

Questo tipo di turbocompressore viene utilizzato esclusivamente per motori diesel. Il motivo è la suscettibilità del meccanismo della lama alle alte temperature. Per chi non lo sapesse, la temperatura dei gas di scarico dei motori a benzina è di diverse centinaia di gradi Celsius superiore a quella dei motori diesel.

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Anche in questo caso, però, ci sono delle eccezioni per cui è possibile trovare un turbocompressore a geometria variabile delle pale anche con un motore a benzina.

Vantaggi di un turbocompressore a geometria variabile

  • Funziona in un'ampia gamma di regimi del motore - copia un turbocompressore di dimensioni ottimali
  • Il prezzo è paragonabile al prezzo di un semplice turbocompressore

Svantaggi di un turbocompressore a geometria variabile

  • Minore affidabilità rispetto a un semplice turbocompressore
  • Progettato principalmente per i motori diesel - per i motori a benzina, questa soluzione richiede l'uso di materiali costosi e più durevoli

Video in cui Engineering Explained spiega il turbocompressore a geometria variabile: