Erstens jede Simulation des Luftstroms durch den Turboladerkompressor.
Wie wir alle wissen, werden Kompressoren häufig als wirksame Methode zur Leistungssteigerung und Reduzierung der Emissionen von Dieselmotoren eingesetzt.Die immer strengeren Emissionsvorschriften und die starke Abgasrückführung dürften die Betriebsbedingungen des Motors in weniger effiziente oder sogar instabile Bereiche verschieben.In dieser Situation erfordern die Betriebsbedingungen von Dieselmotoren bei niedriger Drehzahl und hoher Last, dass die Turboladerkompressoren hochverdichtete Luft mit niedrigen Durchflussraten liefern. Allerdings ist die Leistung von Turboladerkompressoren unter solchen Betriebsbedingungen normalerweise begrenzt.
Daher werden die Verbesserung der Turboladereffizienz und die Erweiterung des stabilen Betriebsbereichs für zukunftsfähige Dieselmotoren mit geringen Emissionen von entscheidender Bedeutung.Von Iwakiri und Uchida durchgeführte CFD-Simulationen zeigten, dass eine Kombination aus Gehäusebehandlung und variablen Einlassleitschaufeln durch Vergleich einen größeren Betriebsbereich bieten könnte als die Kombination beider unabhängig voneinander.Der stabile Betriebsbereich verschiebt sich zu geringeren Luftdurchsätzen, wenn die Kompressordrehzahl auf 80.000 U/min reduziert wird.Bei 80.000 U/min wird der stabile Betriebsbereich jedoch enger und das Druckverhältnis wird niedriger;Diese sind hauptsächlich auf die verringerte tangentiale Strömung am Laufradaustritt zurückzuführen.
Zweitens das Wasserkühlsystem des Turboladers.
Es werden immer mehr Versuche unternommen, das Kühlsystem zu verbessern, um die Leistung durch intensivere Nutzung des aktiven Volumens zu steigern.Die wichtigsten Schritte in diesem Fortschritt sind der Wechsel von (a) Luft- zu Wasserstoffkühlung des Generators, (b) indirekter zu direkter Leiterkühlung und schließlich (c) Wasserstoff- zu Wasserkühlung.Das Kühlwasser fließt aus einem Wassertank, der als Ausgleichsbehälter am Stator angeordnet ist, zur Pumpe.Von der Pumpe aus fließt das Wasser zunächst durch einen Kühler, einen Filter und ein Druckregelventil und wandert dann auf parallelen Wegen durch die Statorwicklungen, Hauptbuchsen und den Rotor.Die Wasserpumpe sowie der Wasserzu- und -ablauf sind im Kühlwasser-Anschlusskopf enthalten.Aufgrund ihrer Zentrifugalkraft wird in den Wassersäulen zwischen den Wasserkästen und Rohrschlangen sowie in den Radialkanälen zwischen Wasserkästen und Zentralbohrung ein hydraulischer Druck aufgebaut.Wie bereits erwähnt, wirkt der Differenzdruck der Kalt- und Warmwassersäule aufgrund des Anstiegs der Wassertemperatur als Druckhöhe und erhöht die durch die Rohrschlangen fließende Wassermenge proportional zum Anstieg des Wassertemperaturanstiegs und der Zentrifugalkraft.
Referenz
1. Numerische Simulation des Luftstroms durch Turboladerkompressoren mit Doppelspiraldesign, Energy 86 (2009) 2494–2506, Kui Jiao, Harold Sun;
2. Probleme mit Strömung und Erwärmung in der Rotorwicklung, D.Lambrecht*, Bd. I84
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 27. Dezember 2021