Der Einsatz von Turboladern in Verbrennungsmotoren hat in den letzten Jahren deutlich an Bedeutung gewonnen.Im Pkw-Bereich sind fast alle Dieselmotoren und immer mehr Benzinmotoren mit einem Turbolader ausgestattet.
Verdichterräder an Abgasturboladern in Pkw- und Lkw-Anwendungen sind hochbeanspruchte Bauteile.Bei der Entwicklung neuer Verdichterräder liegt der Schwerpunkt auf der Konstruktion zuverlässiger Teile mit einer angemessenen Lebensdauer sowie guten Wirkungsgraden und geringem Torpor, was zu einem verbesserten Motorwirkungsgrad und einer besseren dynamischen Motorleistung führt.Um die außergewöhnlichen Anforderungen an die thermodynamischen Eigenschaften des Turboladers zu erfüllen, ist das Material des Verdichterrades hohen mechanischen und thermischen Belastungen ausgesetzt.
Randbedingungen am Verdichterrad, einschließlich Wandwärmeübergangskoeffizienten und Wandangrenzungstemperaturen, werden durch statische Wärmeübergangsberechnungen ermittelt.Die Randbedingungen sind für transiente Wärmeübertragungsberechnungen in der FEA erforderlich.Der Einsatz der Turboladertechnologie in kleinen Verbrennungsmotoren wird auch „Downsizing“ genannt.Die Reduzierung von Gewicht und Reibungsverlusten sowie der erhöhte Mitteldruck im Vergleich zu ungeladenen Verbrennungsmotoren führen zu einem verbesserten Motorwirkungsgrad und geringeren CO2-Emissionen.
Moderne Dampfturbinendesigns nutzen einen größeren Designraum, um eine verbesserte Leistung zu erzielen.Gleichzeitig muss die mechanische Integrität der Dampfturbine gewahrt bleiben.Dies erfordert ein tiefgreifendes Verständnis der Auswirkungen jeder Designvariablen auf die High Cycle Fatigue (HCF) einer Dampfturbinenstufe.
In den nächsten Jahren wird mit einem stark wachsenden Marktanteil turboaufgeladener Ottomotoren gerechnet.Die Forderung nach kleinen turbogeladenen Verbrennungsmotoren mit höherer Leistungsdichte und höherem Motorwirkungsgrad.
Referenz
Breard, C., Vahdati, M., Sayma, AI und Imregun, M., 2000, „Ein integriertes Zeitbereichs-Aeroelastizitätsmodell zur Vorhersage der erzwungenen Reaktion des Ventilators aufgrund von Einlassverzerrungen“, ASME
2000-GT-0373.
Baines, NC Grundlagen der Turboaufladung.Vermont: Konzepte NREC, 2005.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 06.03.2022