Turbo tăng áp biến thiên là Các tuabin biến hình cho phép sự linh hoạt đáng kể so với tỷ lệ áp suất qua tuabin. Trong động cơ diesel, sự linh hoạt này có thể được sử dụng để cải thiện các đặc tính mô-men xoắn tốc độ thấp, giảm độ trễ turbo tăng áp và lái xe dòng EGR. Các mẫu thiết kế phổ biến nhất của turbo tăng áp biến hình học bao gồm thiết kế pivoting cánh và thiết kế tường di chuyển.
Một thay thế cho các tua bin hình học cố định là sự biến hình tuabin . Những lợi ích của tuabin biến hình trên tuabin wastegated bao gồm [ Xin 2011 ] :
không có tổn thất tiết lưu của van wastegate;
tỷ lệ không khí-nhiên liệu cao hơn và mô-men xoắn đỉnh cao hơn ở tốc độ động cơ thấp;
cải thiện gia tốc xe mà không cần phải nhờ đến tua-bin với sự mất mát bơm cao ở tốc độ động cơ cao;
tiềm năng cho động cơ thấp hơn ΔP (sự khác biệt giữa ống xả và áp suất ống nạp);
kiểm soát động cơ ΔP có thể được sử dụng để lái xe EGR dòng chảy trong động cơ diesel với cao áp Loop (HPL) hệ thống EGR;
một khả năng tốt hơn để bao gồm một khu vực rộng lớn hơn của BSFC thấp trong lĩnh vực động cơ tốc độ tải;
khả năng cung cấp phanh động cơ;
khả năng tăng nhiệt độ khí thải cho hệ thống quản lý aftertreatment.
Ý tưởng sử dụng một tua bin biến hình trong một turbo tăng áp ngày trở lại ít nhất là đến năm 1950 [ Egli 1958 ] . Kể từ thời điểm đó, một số thiết kế khác nhau đã xuất hiện. Hai trong số những người phổ biến hơn là những cánh pivoting và di chuyển các loại tường, Hình 1 [ Foulkes 1995 ] [ Merrion 1994 ] . Những người khác bao gồm các loại diện tích biến, kiểu dòng chảy biến và thiết kế vòng trượt. Những thiết kế này sẽ được thảo luận chi tiết hơn trong các phần sau.
Hình 1 . Pokémon Vane (trái) và Di chuyển Wall (bên phải) tăng áp Geometry biến
Nhà ở 1. Turbine; 2. cánh quạt góc biến; Vòng 3. Điều chỉnh
Có một số từ viết tắt khác nhau thường được sử dụng khi đề cập đến tăng áp turbin với sự biến hình. Trong hầu hết các trường hợp, những là hoặc đã từng thương hiệu mà một nhà sản xuất đặc biệt đã được sử dụng với tham chiếu đến sản phẩm của họ. Trong cách sử dụng phổ biến hơn, một từ viết tắt đặc biệt có thể được sử dụng trong một ý nghĩa tổng quát hơn và không nhất thiết phải là một tham chiếu tới một sản phẩm cụ thể của nhà sản xuất. Một số các từ viết tắt bao gồm:
VGT-Variable Geometry turbo tăng áp (Cummins / Holset),
VNT-Variable Nozzle Turbine (Honeywell / Garrett),
VTG-Variable Geometry Turbine (BorgWarner và ABB)
VG-Variable Geometry turbo tăng áp (MHI)
VGS-Variable Geometry Hệ thống turbo tăng áp (IHI)
Khu vực Turbine VTA-Variable (MAN Diesel & Turbo)
Trong nhiều mẫu thiết kế, một tua bin biến hình không bao gồm một đường vòng để tuabin phải có khả năng xử lý tất cả các dòng khí xả từ động cơ trong khi tránh overboost và overspeeding bộ turbo tăng áp. Đối với một đánh giá sức mạnh động cơ nhất định, điều này sẽ bao hàm một suất tuabin nuốt lớn hơn so với yêu cầu của một tuabin hình học cố định wastegated và so sánh với sử dụng cho một turbo tăng áp hình học cố định không có bỏ qua.
Sự khác biệt cơ bản giữa một tua-bin hình học cố định và một tuabin biến hình được minh họa trong hình 2 [ Schmitt 2008 ] . So với một tua-bin hình học cố định, tuabin biến hình cho phép sự linh hoạt đáng kể trong mối quan hệ tỷ lệ áp suất / lưu lượng qua tuabin và bằng cách mở rộng, động cơ ΔP. Sự linh hoạt này có thể được sử dụng để cải thiện các đặc tính mô-men xoắn tốc độ thấp, giảm độ trễ turbo tăng áp và động cơ diesel, lái xe EGR dòng chảy .
Hình 2 . So sánh cố định Geometry (BorgWarner KP39) và Hình học Variable (BorgWarner BV40) Mass dòng so với Tỷ lệ áp
Các hiệu suất cao nhất của một tuabin biến hình xảy ra ở khoảng 60% mở vòi phun. Nó thường là tương đương với hoặc một vài phần trăm thấp hơn so với một tua-bin hình học cố định. Tuy nhiên, hiệu quả giảm đi khá nhanh chóng như mở vòi phun được giảm hoặc tăng từ một vị trí mở giữa cánh, Hình 3 [ Dinescu 2010 ] .
Hình 3 Ảnh hưởng của sự biến hình tuabin vòi phun mở và lưỡi tỷ lệ tốc độ. về hiệu quả tuabin
Một thay thế cho các tua bin hình học cố định là sự biến hình tuabin . Những lợi ích của tuabin biến hình trên tuabin wastegated bao gồm [ Xin 2011 ] :
không có tổn thất tiết lưu của van wastegate;
tỷ lệ không khí-nhiên liệu cao hơn và mô-men xoắn đỉnh cao hơn ở tốc độ động cơ thấp;
cải thiện gia tốc xe mà không cần phải nhờ đến tua-bin với sự mất mát bơm cao ở tốc độ động cơ cao;
tiềm năng cho động cơ thấp hơn ΔP (sự khác biệt giữa ống xả và áp suất ống nạp);
kiểm soát động cơ ΔP có thể được sử dụng để lái xe EGR dòng chảy trong động cơ diesel với cao áp Loop (HPL) hệ thống EGR;
một khả năng tốt hơn để bao gồm một khu vực rộng lớn hơn của BSFC thấp trong lĩnh vực động cơ tốc độ tải;
khả năng cung cấp phanh động cơ;
khả năng tăng nhiệt độ khí thải cho hệ thống quản lý aftertreatment.
Ý tưởng sử dụng một tua bin biến hình trong một turbo tăng áp ngày trở lại ít nhất là đến năm 1950 [ Egli 1958 ] . Kể từ thời điểm đó, một số thiết kế khác nhau đã xuất hiện. Hai trong số những người phổ biến hơn là những cánh pivoting và di chuyển các loại tường, Hình 1 [ Foulkes 1995 ] [ Merrion 1994 ] . Những người khác bao gồm các loại diện tích biến, kiểu dòng chảy biến và thiết kế vòng trượt. Những thiết kế này sẽ được thảo luận chi tiết hơn trong các phần sau.
Hình 1 . Pokémon Vane (trái) và Di chuyển Wall (bên phải) tăng áp Geometry biến
Nhà ở 1. Turbine; 2. cánh quạt góc biến; Vòng 3. Điều chỉnh
Có một số từ viết tắt khác nhau thường được sử dụng khi đề cập đến tăng áp turbin với sự biến hình. Trong hầu hết các trường hợp, những là hoặc đã từng thương hiệu mà một nhà sản xuất đặc biệt đã được sử dụng với tham chiếu đến sản phẩm của họ. Trong cách sử dụng phổ biến hơn, một từ viết tắt đặc biệt có thể được sử dụng trong một ý nghĩa tổng quát hơn và không nhất thiết phải là một tham chiếu tới một sản phẩm cụ thể của nhà sản xuất. Một số các từ viết tắt bao gồm:
VGT-Variable Geometry turbo tăng áp (Cummins / Holset),
VNT-Variable Nozzle Turbine (Honeywell / Garrett),
VTG-Variable Geometry Turbine (BorgWarner và ABB)
VG-Variable Geometry turbo tăng áp (MHI)
VGS-Variable Geometry Hệ thống turbo tăng áp (IHI)
Khu vực Turbine VTA-Variable (MAN Diesel & Turbo)
Trong nhiều mẫu thiết kế, một tua bin biến hình không bao gồm một đường vòng để tuabin phải có khả năng xử lý tất cả các dòng khí xả từ động cơ trong khi tránh overboost và overspeeding bộ turbo tăng áp. Đối với một đánh giá sức mạnh động cơ nhất định, điều này sẽ bao hàm một suất tuabin nuốt lớn hơn so với yêu cầu của một tuabin hình học cố định wastegated và so sánh với sử dụng cho một turbo tăng áp hình học cố định không có bỏ qua.
Sự khác biệt cơ bản giữa một tua-bin hình học cố định và một tuabin biến hình được minh họa trong hình 2 [ Schmitt 2008 ] . So với một tua-bin hình học cố định, tuabin biến hình cho phép sự linh hoạt đáng kể trong mối quan hệ tỷ lệ áp suất / lưu lượng qua tuabin và bằng cách mở rộng, động cơ ΔP. Sự linh hoạt này có thể được sử dụng để cải thiện các đặc tính mô-men xoắn tốc độ thấp, giảm độ trễ turbo tăng áp và động cơ diesel, lái xe EGR dòng chảy .
Hình 2 . So sánh cố định Geometry (BorgWarner KP39) và Hình học Variable (BorgWarner BV40) Mass dòng so với Tỷ lệ áp
Các hiệu suất cao nhất của một tuabin biến hình xảy ra ở khoảng 60% mở vòi phun. Nó thường là tương đương với hoặc một vài phần trăm thấp hơn so với một tua-bin hình học cố định. Tuy nhiên, hiệu quả giảm đi khá nhanh chóng như mở vòi phun được giảm hoặc tăng từ một vị trí mở giữa cánh, Hình 3 [ Dinescu 2010 ] .
Hình 3 Ảnh hưởng của sự biến hình tuabin vòi phun mở và lưỡi tỷ lệ tốc độ. về hiệu quả tuabin
No comments:
Post a Comment