Variabilní lopatky turbíny (VTG, variabilní geometrie turbíny) jsou technologií, která zlepšuje plnění motoru a dynamiku vozidel, především u vznětových motorů. Turbodmychadla s proměnnou geometrií rozváděcích lopatek statoru turbíny jsou nedílnou součástí vznětových motorů už od 90. let a emisní normy Euro 2.
Proč variabilní lopatky?
Turbodmychadlo pracuje s velmi vysokými otáčkami, řádově desítky tisíc za minutu. Aby nedošlo k jeho poškození, musí být vybaveno jejich regulací, respektive systémem, který je omezuje. Spolu s nimi se reguluje rovněž plnicí tlak. Pokud by byl plnicí tlak příliš velký, docházelo by u zážehového motoru ke vzniku samozápalů, u dieselu by se nafta vzněcovala dříve, než by bylo žádoucí.
Druhým principem regulace otáček rotoru turbodmychadla je použití turbodmychadla s proměnnou geometrií. Uplatňuje se téměř výhradně u vznětových motorů. Poměrně komplikovaný mechanismus by totiž byl v případě použití u zážehového motoru vystaven příliš vysokému tepelnému namáhání. Přesto se v posledních letech začíná turbodmychadlo s tímto typem regulace objevovat také u benzinových motorů.
Historie a vývoj
Jako první nabídla tento typ turbodmychadla japonská Honda u zážehového dvoulitrového šestiválce C20AT, který od roku 1988 poháněl luxusní model Legend první generace na domácím trhu. Turbodmychadlo bylo v uvedeném motoru samozřejmě chlazené kapalinou. K prvnímu nasazení turbodmychadla s proměnnou geometrií u dieselového motoru došlo v roce 1991. Oním průkopníkem byl Fiat Croma se svým přímovstřikovým dvoulitrovým turbodieselem.
Pozdější vývoj turbodmychadel s variabilní geometrií lopatek je ale spojený téměř výhradně s diesely. Ač je princip regulace vždy stejný, jak se zpřísňovaly emisní normy, měnily se také nároky na ovládání, zejména na přesnost regulace. Do dnešní doby tak ve spojení s přeplňováním vznětových motorů vznikly čtyři verze regulace otáček turbodmychadla za pomoci proměnné geometrie turbíny.
Čtyři verze regulace VTG
1) Pasivní regulace přetlakem - nejstarší řešení
První turbodmychadla s variabilní geometrií nabízela pouze pasivní regulaci otáček. Při roztáčení turbodmychadla tak byly lopatky mechanismu regulace maximálně přikloněny k rotoru turbíny. A to až do okamžiku, kdy plnicí tlak odpovídající určitým otáčkám rotoru turbodmychadla dosáhl své mezní hodnoty. Současně byl výstup z dmychadla napojený na membránový ovladač spojený s mechanismem nastavování lopatek. Pokud plnicí tlak dosáhl mezní hodnoty, vzniklý přetlak začal působit na membránu proti vratné pružině. Tím došlo k odklonění lopatek od rotoru turbíny a tedy ke snižování jejich otáček.
Příklady použití: vznětové motory splňující emisní normu Euro 2. Fiat Croma 2.0 TiD, Lancia 2.4 JTD.
2) Aktivní regulace podtlakem - do systému ovládání vstupuje elektronika
Mechanismus nastavování lopatek je stejný jako v předchozím případě. Zásadní rozdíl tkví v jejich ovládání. Již s nimi nepohybuje přetlak vytvořený v sacím potrubí, ale naopak podtlak. Ten u dieselového motoru vniká od vývěvy a slouží k ovládání celé řady dalších systémů. Mezi zásobníkem podtlaku a pneumatickým ovladačem ve formě membrány v uzavřené nádobě je vložený elektromagnetický, takzvaný taktovací ventil.
Ve výchozí poloze jsou lopatky od rotoru turbíny maximálně odkloněny. Jde o bezpečnostní opatření, pokud by aktivní regulace z nějakého důvodu selhala. Naopak čím vyšší podtlak, tím jsou lopatky více přikloněny k turbíně a dochází ke zvyšování jejích otáček a tím k růstu plnicího tlaku.
Příklady použití: vznětové motory plnící normu Euro 3, případně Euro 4. Motor VW 1.9 TDI 81 kW, všechny 1.9 TDI-PD, PSA 2.0 HDi, Ford Puma TDCi aj.
3) Aktivní regulace pod tlakem se zpětnou vazbou
Vylepšením předešlého systému je přidání snímače polohy do pneumatického ovladače. Dosud byl jedinou zpětnou vazbou pro řídicí jednotku motoru, co se týče polohy lopatek, tlak v sání. Údaj se ovšem řídicí jednotce motoru dostával se zpožděním. V rámci přechodu na Euro 4 a vyšší konstruktéři zachovali ovládání lopatek turbodmychadla, ale navíc přidali snímač jejich polohy.
Příklady použití: vznětové přeplňované motory splňující normu Euro 4 a vyšší, ale používají stále ovládání turbodmychadla podtlakovým členem.
4) Aktivní regulace pomocí servomotoru - nejpřesnější a nejdražší
Nejmodernější systémy aktivní regulace turbodmychadla využívají namísto podtlakového ovladače přímo servomotor nasazený na turbodmychadle. Důvodem je snaha nabídnout co možná nejpřesnější regulaci. To systém s podtlakem tak úplně neumožňuje i vinou vedení od ovladače k mechanismu lopatek. U elektromotorického ovládání odpadá rovněž pružina, která se starala o vracení mechanismu lopatek do výchozí polohy. A dále je pro řídicí jednotku motoru velmi snadné znát přesnou polohu lopatek, neboť servomotor je současně vybavený snímačem polohy - potenciometrem.
Příklady použití: motory pro Euro 4 a výše. BMW 740d od roku 1999, Audi V6 TDI. Ford Puma 2.2 TDCi aj.
Volvo a turbodmychadla s variabilní geometrií
Pro vozidla Volvo, zejména lehká nákladní vozidla a užitkové modely, jsou k dispozici moderní turbodmychadla s variabilní geometrií. Příklad: turbodmychadlo S162VO006KK od výrobce KKK (BorgWarner) je specificky vyvinuto pro nákladní vozidla značky Volvo FE vyráběná od května 2009, která splňují emisní normu Euro 5. Díl nahrazuje originální čísla Volvo 21367644 a 21367645 a je určen pro motory řady D7F a D7E s výkony 240, 280 a 320 koní.
Jedná se o moderní turbodmychadlo s variabilní geometrií (VTG), které využívá elektronickou regulaci pro okamžitou reakci na plynulou změnu zatížení motoru. Konstrukce kombinuje chlazení vodou i olejem, což je klíčové pro dlouhodobou spolehlivost v náročných provozních podmínkách nákladní dopravy. Hlavním úkolem tohoto náhradního dílu je efektivní plnění motoru vzduchem, což zajišťuje potřebný výkon a točivý moment při zachování nízké spotřeby paliva a emisí.
Technické parametry turba S162VO006KK
| Parametr | Hodnota |
|---|---|
| Výrobce | KKK (BorgWarner) |
| Kód dílu | S162VO006KK |
| Typ | Turbodmychadlo s variabilní geometrií (VTG) |
| Aplikace | Volvo FE (od 05/2009) |
| Emisní norma | Euro 5 |
| Chlazení | Vodou i olejem |
| Regulace | Elektronická |
| Kompatibilní motory | D7F, D7E (240, 280, 320 PS) |
Vlastnosti, výhody a doporučení při výběru
Vlastnosti a výhody tohoto typu turbodmychadla zahrnují zajištění optimálního plnicího tlaku pro motory D7F a D7E s emisní normou Euro 5, elektronicky řízenou variabilní geometrii VTG pro okamžitou reakci a lepší dynamiku, dlouhou životnost díky novým ložiskům, těsněním a preciznímu vyvážení na vysokootáčkovém stroji a kompletní testování na zkušebně před dodávkou pro zajištění bezchybné funkce. Mechanismus VTG byl přesně kalibrován a lopatky optimalizovány pro lepší průtok vzduchu.
Při výběru tohoto autodílu je důležité dbát na přesnou shodu s typem vozidla a emisní normou. Produkt je vybaven novými těsnícími prvky a ložisky, které prošly důkladným vyvážení na vysokootáčkovém stroji. Před instalací je nezbytné ověřit kompatibilitu podle kódu dílu nebo VIN čísla vozidla, protože nesprávná montáž může vést k poruchám motoru.
Montáž, kontrola a provoz
Montáž turbodmychadla by měla provést autorizovaná dílna, která zajistí výměnu motorového oleje a filtru, kontrolu olejového okruhu a čištění sání včetně intercooleru. Je nutné vyměnit všechna těsnění a zkontrolovat zpětné vedení oleje. Po namontování je nutný reset řídicí jednotky a následná kalibrace VTG mechanismu. Dodržení správného záběhu a nepřekračování maximálních otáček po výměně je zásadní pro správné usazení nových komponent.
Pro zachování životnosti je klíčová pravidelná údržba, včetně kontroly vzduchového filtru, těsnosti systému a plnicího tlaku. Nezapomeňte také sledovat hodnoty systému AdBlue a EGR, protože jejich stav přímo ovlivňuje funkci turbodmychadla. Pokud se objeví příznaky jako ztráta výkonu, černý kouř, hlučnost nebo chybové hlášení, je nutné nejprve zjistit příčinu poruchy původního systému.
Jak koupit a nainstalovat VGT turbodmychadla a VGT pohony – správný postup
Praktické příklady a kompatibilita
V sortimentu náhradních geometrií a turbodmychadel najdeme mnoho položek určených pro různé motory a modely. U vozidel Volvo (C30, C70, S40, V40, V50, V70) se často objevují turbodmychadla s označením 760774-0003 (pro motory D4204T, výkon 81-103 kW) nebo jiné kódy, které pasují na konkrétní O.E. čísla. U užitkových modelů Volvo FE je uvedený náhradní díl S162VO006KK.
Při hledání náhradního dílu je nutné ověřit číslo turba, typ motoru a O.E. označení; příklady z praxe ukazují, že jeden typ geometrie může mít více kompatibilních originálních čísel a může pasovat do více motorových verzí.
Krátké doporučení při nákupu
- Ověřte přesný kód dílu nebo VIN vozidla před nákupem.
- Volte díly s kompletním vyvážením a novými ložisky pro dlouhou životnost.
- Montáž svěřte autorizovanému servisu a nezapomeňte na výměnu oleje a těsnění.
- Po montáži proveďte reset řídicí jednotky a kalibraci VTG mechanismu.
Správné fungování variabilních lopatek výrazně ovlivňuje výkon, spotřebu a emise vozidla. U Volvo a dalších značek přináší moderní VTG turbodmychadla výhody v podobě lepší odezvy motoru a optimalizovaného plnění pro různé zatížení.
tags: #variabilni #lopatky #volvo