Der Einsatz von Turboaufladung bei Verbrennungsmotoren ist unverzichtbar, um die neuesten Leistungs- und Emissionsanforderungen für große Diesel- und Gasmotoren zu erfüllen.Um zu erreichen
Um die erforderliche Variabilität zu gewährleisten, kann der Turbolader entweder mit Bypässen und Wastegates oder mit vollvariablen Turbinengeometrien (VGT) ausgelegt werden.Der Einsatz von Wastegates wirkt sich nachteilig auf die Leistung des Turboladers aus, stellt jedoch eine kostengünstige und robuste Lösung für die erforderliche Variabilität dar.Herkömmliche VGT-Systeme erfordern eine große Anzahl von Komponenten, bei denen jede Düse unabhängig durch einen Betätigungsring und manchmal durch einen Hebelarm bewegt wird.
Trotz ihrer Komplexität bietet die VGT-Turboladeraufladung erhebliche Vorteile im Vergleich zu einem angepassten Turbolader mit fester Geometrie
entweder auf Volllast, wobei bei Teillastanwendungen eine Lücke verbleibt, oder auf Teillast angepasst und ein Waste-Gate erforderlich ist.In der Veröffentlichung wird die Anforderung beschrieben, eine Düse zu haben, die sich axial verschieben kann, um vorhandenen Ablagerungen und thermischer Ausdehnung Rechnung zu tragen und so ein Feststecken der Schaufel zu verhindern.Herkömmliche VGT-Systeme wurden aus Kosten- und Komplexitätsgründen nicht in großem Umfang für Anwendungen eingesetzt, bei denen hohe Leistung, hohe Zuverlässigkeit und lange Lebensdauer erforderlich sind. Aus diesem Grund wurden mehrere Entwicklungen konzipiert, um einen VGT-Turbolader mit einem einfacheren Design und weniger beweglichen Komponenten zu erreichen .
Diese Arbeit schlägt ein neues Konzept einer Turboladerdüse mit variabler Geometrie vor, das auf axiale und radiale Turboladerkonfigurationen angewendet werden kann.Das Konzept bietet eine deutliche Reduzierung der beweglichen Teile und hat daher das Potenzial, die Kosten des Turboladers zu senken und seine Zuverlässigkeit im Vergleich zu herkömmlichen VGT-Konstruktionen zu erhöhen.Das Konzept besteht aus einer Hauptdüse und einer Tandemdüse.Jede dieser Düsen ist ein Ring mit der erforderlichen Anzahl an Flügeln.Durch Verschieben einer Düse gegenüber der anderen ist es möglich, den Austrittswinkel der Düse und die Halsfläche so zu verändern, dass eine Variation des Massenstroms, der durch die Düse strömt, erreicht werden kann.
Referenz
P. Jacoby, H.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 07.06.2022