Турбокомпрессоры с изменяемой геометрией
У большинства турбокомпрессоров имеется механизм изменения геометрии турбины.
Дополнительное кольцо, имеющее управляемые направляющие лопатки, может поддерживать постоянный поток выхлопных газов, и управлять им. При низких оборотах уменьшается поперечное сечение турбины, увеличивая скорость газов, поступающих на колесо, повышая ее мощность. При высоких оборотах лопасти открывают вход газам, и увеличивается пропускная способность турбины. При таком гибком управлении не только расширяется диапазон эффективной работы турбонагнетателя, но и существенно снижаются вредные выбросы, а также потребление топлива.
Существует интересное конструктивное решение, касающееся корпуса турбины. Такие турбины применяли на больших двигателях грузовых автомобилей, теперь они часто встречаются и на легковых авто.
Теперь несколько слов о корпусе турбины с двумя параллельными каналами. Поток выхлопных газов неравномерный. Четырьмя тактами работы двигателя подразумевается поочередная работа цилиндров, делая импульсивным, поток отработанных газов. Снизить эффективность турбины могут колебания давления, перекрывая друг друга. Разделение потоков от разных цилиндров могут осуществлять два параллельных канала. Полностью используя импульсы давления, по поверхности рабочего колеса турбины распределяется каждый поток. Этот тип наддува именуется импульсный.
Вспомним конструкции прошлых лет, и увидим, какой извилистый путь прошла мысль конструкторов-первопроходцев. Пытаясь максимально использовать энергию выхлопных газов, разработчики использовали дополнительную турбину.
Часть отработанных газов была направлена в турбину нагнетателя, другая часть вращала турбину, чем самым отдавала свою мощность коленчатому валу двигателя. Эта комбинированная установка дозволяла выдавать большую мощность, но сложность такой конструкции не давала ход её широкому распространению.
Эта идея экстравагантна, но показательна для того времени. Для гоночных автомобилей были предложены проекты силовых установок, где выработка газа для тяговой турбины происходила от двухтактного двигателя. Одно время, газотурбинные двигатели использовали в гонках, потом их запретили ввиду того, что дальнейшее использование силовых вертолетных установок привело бы к полному исчезновению поршневых двигателей, и, значит, полностью отделило бы автомобильный спорт от автопромышленности.
На высоких и низких оборотах двигателя, для него обеспечивается эффективная работа, благодаря турбо-нагнетателю с изменяемой геометрией турбины.