Aufgrund steigender Anforderungen an den Wirkungsgrad von Dieselmotoren sind Turbolader höheren Temperaturen ausgesetzt.Infolgedessen sind Rotorgeschwindigkeits- und Temperaturgradienten im Übergangsbetrieb stärker und die thermischen und zentrifugalen Belastungen nehmen zu.
Um den Lebenszyklus von Turboladern genauer zu bestimmen, ist die genaue Kenntnis der transienten Temperaturverteilung im Turbinenrad unerlässlich.
Die hohen Temperaturunterschiede bei Turboladern zwischen Turbine und Verdichter führen zu einer Wärmeübertragung von der Turbine in Richtung Lagergehäuse.Eine genauere Lösung wurde dadurch erreicht, dass die Flüssigkeit zu Beginn des untersuchten Abkühlungsprozesses durch temporäre Lösung aller Gleichungen berechnet wurde.Die Ergebnisse dieses Ansatzes entsprachen den transienten und stationären Messungen sehr gut und das transiente thermische Verhalten des Festkörpers konnte genau reproduziert werden.
Andererseits wurden bereits im Jahr 2006 in benzinbetriebenen Motoren Gastemperaturen von bis zu 1050 °C erreicht.Aufgrund der höheren Turbineneintrittstemperaturen rückte die thermomechanische Ermüdung stärker in den Fokus.In den letzten Jahren wurden mehrere Studien zur thermomechanischen Ermüdung bei Turboladern veröffentlicht.Basierend auf dem numerisch vorhergesagten und validierten Temperaturfeld im Turbinenrad wurden Spannungsberechnungen durchgeführt und Zonen hoher thermischer Belastung im Turbinenrad identifiziert.Es zeigt sich, dass die Größe der thermischen Spannung in diesen Zonen im gleichen Bereich wie die Größe der Zentrifugalspannung allein liegen kann, was bedeutet, dass die thermisch induzierte Spannung im Designprozess eines Radialturbinenrades nicht vernachlässigt werden kann.
https://www.syuancn.com/aftermarket-komatsu-turbine-wheel-ktr130-product/
Referenz
Ayed, AH, Kemper, M., Kusterer, K., Tadesse, H., Wirsum, M., Tebbenhoff, O., 2013, „Numerische und experimentelle Untersuchungen des transienten thermischen Verhaltens eines Dampfbypassventils bei Dampftemperaturen darüber hinaus.“ 700 °C“, ASME Turbo Expo GT2013-95289, San Antonio, USA
R., Dornhöfer, W., Hatz, A., Eiser, J., Böhme, S., Adam, F., Unselt, S., Cerulla, M., Zimmer, K., Friedemann, W., Uhl, „Der neue R4 2,0l 4V TFSI-Motor im Audi A3“, 11. Aufladetechnische Konferenz, Dresden, 2006
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 13. März 2022