Alle Verdichterkennfelder werden anhand der im Rahmen der Anforderungsanalyse abgeleiteten Kriterien bewertet.Es kann gezeigt werden, dass es keinen Schaufeldiffusor gibt, der die Kompressoreffizienz im Hauptfahrbereich erhöht und gleichzeitig die Grundstoßstabilität und -effizienz bei Nennmotorleistung aufrechterhält.Dies ist auf die verringerte Kartenbreite bei Verwendung eines Flügeldiffusors zurückzuführen.Die Ergebnisse zeigen auch, dass es keinen Einfluss auf die spezifische Arbeitsaufnahme des Laufrads gibt, wenn ein Schaufeldiffusor mit Designparametern im angegebenen Bereich verwendet wird.Die Laufradgeschwindigkeit bei einem gegebenen Druckverhältnis ist daher nur eine Funktion des Effizienzunterschieds, der durch die Verwendung eines Schaufeldiffusors entsteht.Das Ziel einer variablen Verdichtergeometrie besteht somit darin, den Effizienzvorteil im Hauptfahrbereich beizubehalten und gleichzeitig die Kennfeldbreite zu erweitern, um den Pump- und Drosselmassenstrom des schaufellosen Diffusors zu erreichen, um bei Nennleistung, Spitzendrehmoment und während des Betriebs Wirkungsgrade zu erzielen Motorbremsbetrieb, der mit dem Basiskompressor vergleichbar ist.
Drei variable Kompressoren wurden mit dem Ziel entwickelt, den Kraftstoffverbrauch von Hochleistungsmotoren im Hauptfahrbereich ohne Einbußen bei der Nennleistung zu verbessern.
Spitzendrehmoment, Stoßstabilität und Haltbarkeit.In einem ersten Schritt wurden Anforderungen an den Motor hinsichtlich der Kompressorstufe abgeleitet und die relevantesten Kompressorbetriebspunkte identifiziert.Der Hauptfahrbereich von Fernverkehrs-Lkw entspricht Betriebspunkten bei hohen Druckverhältnissen und geringen Massenströmen.In diesem Betriebsbereich spielen aerodynamische Verluste aufgrund sehr tangentialer Strömungswinkel im schaufellosen Diffusor eine dominierende Rolle.
Um die Kraftstoffeffizienz zu verbessern, ohne Abstriche bei den verbleibenden Motorbeschränkungen zu machen, werden variable Geometrien eingeführt, um die Kennfeldbreite zu erweitern und gleichzeitig die verbesserte Kompressoreffizienz bei hohen Druckverhältnissen von Schaufeldiffusoren zu nutzen.
Referenz
BOEMER, A ;GOETTSCHE-GOETZE, H.-C.;KIPKE, P ;KLEUSER, R ;NORK, B: Zweistufige Aufladungskonzepte für einen 7,8-Liter Tier4-final Hochleistungs-Dieselmotor.16.Aufladetechnische Konferenz.Dresden, 2011
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 05.05.2022