Geometria zmienna turbiny (VNT – Variable Nozzle Turbine, lub VTG – Variable Turbine Geometry) to zaawansowany system stosowany w nowoczesnych turbosprężarkach, który pozwala na dynamiczną zmianę przepływu spalin przez wirnik turbiny w zależności od warunków pracy silnika. Dzięki temu możliwe jest połączenie szybkiego narastania ciśnienia doładowania przy niskich obrotach z wysoką wydajnością i mocą przy obrotach wysokich – czyli eliminacja klasycznego kompromisu między turbo lagiem a mocą maksymalną.
W tradycyjnych turbosprężarkach przepływ spalin przez wirnik jest stały, co oznacza, że turbo musi być dobrane pod kątem konkretnego zakresu pracy silnika. Małe turbo szybko się rozpędza, ale ogranicza moc, duże – zapewnia wysoką moc, ale reaguje z opóźnieniem. Geometria zmienna rozwiązuje ten problem poprzez zastosowanie ruchomych łopatek kierujących, które zmieniają swój kąt ustawienia względem przepływających spalin. Przy niskich obrotach łopatki przymykają się, zawężając kanały i zwiększając prędkość przepływu spalin przez wirnik. Dzięki temu turbo szybciej się rozpędza i buduje ciśnienie doładowania nawet przy małej ilości spalin. Przy wyższych obrotach łopatki otwierają się szerzej, pozwalając na przepływ większej ilości spalin i utrzymanie wysokiej wydajności bez ryzyka przeładowania.
Sterowanie geometrią zmienną może odbywać się pneumatycznie (za pomocą podciśnienia lub ciśnienia) lub elektronicznie. W nowoczesnych rozwiązaniach coraz częściej stosuje się siłowniki elektroniczne, które są sterowane bezpośrednio przez komputer silnika (ECU). Elektroniczny siłownik, najczęściej silnik krokowy lub serwomechanizm, precyzyjnie ustawia kąt łopatek na podstawie sygnałów z czujników: obrotów silnika, ciśnienia doładowania, temperatury spalin, pozycji pedału gazu i innych parametrów pracy jednostki napędowej. Dzięki temu reakcja układu jest bardzo szybka i dokładna, a komputer może dynamicznie dostosowywać geometrię turbiny do aktualnych potrzeb – zarówno pod kątem osiągów, jak i ochrony silnika przed przeładowaniem czy przegrzaniem.
Zaletą elektronicznego sterowania jest nie tylko precyzja, ale także możliwość szybkiej diagnostyki i adaptacji do różnych warunków jazdy. ECU może wykryć nawet niewielkie odchylenia w pracy siłownika czy łopatek i odpowiednio zareagować – przejść w tryb awaryjny, ograniczyć ciśnienie doładowania lub zarejestrować kod błędu, co ułatwia serwisowanie i naprawy. Elektroniczne systemy pozwalają też na bardziej zaawansowane strategie sterowania, np. różne mapy doładowania w zależności od trybu jazdy, temperatury czy jakości paliwa.
Wadą geometrii zmiennej sterowanej elektronicznie jest większa złożoność układu i wyższe wymagania co do czystości oraz jakości oleju i spalin. Zanieczyszczenia, nagar czy osady mogą prowadzić do zacierania się łopatek lub siłownika, co objawia się spadkiem mocy, trybem awaryjnym lub całkowitym brakiem doładowania. Regularna konserwacja, stosowanie wysokiej jakości paliwa i oleju oraz okresowe czyszczenie układu są kluczowe dla bezproblemowej eksploatacji.
Podsumowując, geometria zmienna sterowana elektronicznie to jeden z najnowocześniejszych systemów w turbosprężarkach, który pozwala na optymalne wykorzystanie potencjału silnika w całym zakresie obrotów. Dzięki precyzyjnemu sterowaniu komputerowemu możliwe jest połączenie błyskawicznej reakcji na gaz z wysoką mocą maksymalną, co przekłada się na wyjątkową elastyczność, dynamikę i komfort jazdy.
