Na świecie głównym celem jest poprawa zużycia paliwa bez wyrzeczeń dotyczących jakichkolwiek innych kryteriów wydajności. W pierwszym etapie badanie parametrów dyfuzora łopatkowego pokazuje, że możliwa jest poprawa wydajności w odpowiednich obszarach operacyjnych kosztem zmniejszonej szerokości mapy. Na podstawie uzyskanych wyników zaprojektowano trzy zmienne geometrie o różnym stopniu złożoności, oparte na dyfuzorach łopatkowych. Wyniki uzyskane na stanowisku do badania gorącego gazu i stanowisku do badania silników pokazują, że wszystkie systemy są w stanie zwiększyć wydajność sprężarki, a tym samym poprawić oszczędność paliwa w głównym zakresie jazdy silników o dużej wytrzymałości.
Dodatkowe wyzwania wiążą się z koniecznością zapewnienia wysokiej trwałości, niskiej emisji hałasu i dobrej pracy silnika w stanach przejściowych. Dlatego też konstrukcja układu sprężarkowego jest zawsze kompromisem pomiędzy wysoką wydajnością, dużą szerokością mapy, niską masą wirnika i dużą trwałością, co prowadzi do stopniowych strat aerodynamicznych w głównym zakresie jazdy pojazdów dalekobieżnych, a tym samym zmniejszenie zużycia paliwa. Rozwiązanie tego podstawowego problemu konstrukcji sprężarki poprzez wprowadzenie zmiennej geometrii może prowadzić do obniżenia całkowitych kosztów posiadania, co jest główną zaletą silników o dużej wytrzymałości. Oprócz zaworów recyrkulacyjnych stosowanych w turbosprężarkach samochodów osobowych, sprężarki o zmiennej geometrii nie weszły do produkcji seryjnej, choć przeprowadzono w tym zakresie głębokie badania.
Opracowano trzy sprężarki o zmiennej wydajności w celu poprawy zużycia paliwa w silnikach o dużej wytrzymałości w głównym zakresie jazdy bez pogorszenia mocy znamionowej, maksymalnego momentu obrotowego, stabilności udarowej i trwałości. W pierwszym etapie określono wymagania silnika w odniesieniu do stopnia sprężarki i zidentyfikowano najważniejsze punkty pracy sprężarki. Główny zasięg jazdy pojazdów dalekobieżnych odpowiada punktom pracy przy wysokich ciśnieniach i małych przepływach masowych. Straty aerodynamiczne spowodowane bardzo stycznymi kątami przepływu w dyfuzorze bezłopatkowym odgrywają dominującą rolę w tym zakresie roboczym.
Odniesienie
BENDER, Werner; ENGELS, Berthold: Turbosprężarka VTG do zastosowań w komercyjnych silnikach wysokoprężnych o dużej wytrzymałości, zapewniająca wysoką skuteczność hamowania. 8. Aufladetechnische Konferenz. Drezno, 2002
BOEMER, A; GOETTSCHE-GOETZE, H.-C. ; KIPKE, P ; KLEUSER, R.; NORK, B: Zweistufige Aufladungskonzepte fuer einen 7,8-litrowy silnik Tier4-final Hochleistungs-Dieselmotor.16. Aufladetechnische Konferenz. Drezno, 2011
Czas publikacji: 29 marca 2022 r