¿Qué es un Turbocargador de Geometría Variable, y cómo funciona?

Los turbocompresores de geometría variable (VGT o turbocompresores de geometría variable) es un término que se le asigna alagunos turbos en su mayoría a diesel. Los VGT tienen turbinas con álabes que se mueven según las necesidades del motor al que están conectados.

La forma en que se mueven los alabes depende del diseño de VGT; algunos fabricantes los diseñan para pivotar y otros para deslizarlos. Los primeros VGT regulaban las posiciones de las piezas utilizando actuadores de presión o vacío, pero la mayoría de los diseños actuales utilizan unidades de control electrónico para determinar las posiciones de las piezas.

Cuando se alteran las posiciones de los alabes, cambia la geometría de la carcasa de la turbina. Estos cambios afectan la velocidad de la turbina giratoria, lo que permite optimizarla para el rendimiento del motor.

Cuando la velocidad del motor es baja, el espacio en el turbo se expande, disminuyendo la velocidad del aire que fluye a través de la turbina. Cuando la velocidad del motor es alta, el espacio en el turbo se restringe, aumentando la velocidad del aire que fluye a través de la turbina.

Es importante recordar que los VGT cambian la velocidad de la turbina, no la cantidad de aire de escape. La cantidad de aire de escape nunca cambia.

Los VGT se crearon para trabajar con sistemas EGR para controlar las emisiones y son esenciales para la regeneración del filtro de partículas diésel (DPF). Durante la regeneración del DPF, la velocidad del aire debe controlarse por completo para que la temperatura del aire de escape sea lo suficientemente alta como para quemar la materia acumulada en el filtro.

Un turbo de geometría variable (VGT) es una solución de potencia compleja y costosa que prevalece especialmente en los motores diésel. Un VGT tiene un anillo de álabes de forma aerodinámica en la carcasa de la turbina que puede alterar su relación de área a radio para igualar las revoluciones del motor. A bajas revoluciones, la relación área-radio crea más presión y velocidad para acelerar el turbo de manera más efectiva. A revoluciones más altas, la relación aumenta para dejar entrar más aire. El resultado es un rango de impulso más amplio y menos retraso.

Ventajas

• Curva de par amplia y plana. Turbocompresor eficaz en un rango de RPM muy amplio.
• Requiere un solo turbo, lo que simplifica una configuración turbo secuencial en algo más compacto.

Desventajas

• Por lo general, solo se usa en aplicaciones diésel donde los gases de escape son más bajos para que las paletas no se dañen con el calor.
• Para las aplicaciones de gasolina, el costo generalmente las mantiene fuera, ya que se deben usar metales exóticos para mantener la confiabilidad. La tecnología se ha utilizado en el Porsche 997, aunque existen muy pocos motores de gasolina VGT como resultado del costo asociado.