Nel mondo, l'obiettivo principale è il miglioramento del risparmio di carburante senza sacrificare nessun altro criterio di prestazione. In una prima fase, uno studio dei parametri del diffusore a palette mostra che miglioramenti dell'efficienza nelle aree operative rilevanti sono possibili a scapito della larghezza della mappa ridotta. In conclusione dei risultati vengono progettate tre geometrie variabili di varia complessità basate su diffusori alettati. I risultati del banco prova del gas caldo e del banco prova motori mostrano che tutti i sistemi sono in grado di aumentare l'efficienza del compressore e quindi migliorare il risparmio di carburante nell'autonomia principale dei motori pesanti.
Ulteriori sfide sono rappresentate dalla necessità di elevata durata, basse emissioni di rumore e buone prestazioni transitorie del motore. Pertanto, la progettazione del sistema di compressione è sempre un compromesso tra alta efficienza, ampia larghezza della mappa, peso ridotto della girante ed elevata durata che porta a stadi del compressore con significative perdite aerodinamiche nell'autonomia principale dei veicoli a lungo raggio e quindi un diminuzione del risparmio di carburante. Risolvere questo problema fondamentale della progettazione del compressore introducendo una geometria variabile può portare a una riduzione dei costi totali di proprietà, che rappresenta il principale punto di forza per quanto riguarda i motori per carichi pesanti. A parte le valvole di ricircolo applicate nei turbocompressori delle autovetture, i compressori a geometria variabile non sono ancora entrati nella produzione in serie, sebbene in questo campo siano state condotte ricerche approfondite.
Sono stati sviluppati tre compressori variabili con l'obiettivo di migliorare il risparmio di carburante dei motori pesanti nella gamma di guida principale senza deterioramenti in termini di potenza nominale, coppia di picco, stabilità di picco e durata. In una prima fase sono stati derivati i requisiti del motore rispetto allo stadio del compressore e sono stati identificati i punti operativi del compressore più rilevanti. L'autonomia principale degli autocarri a lungo raggio corrisponde a punti operativi con rapporti di pressione elevati e flussi di massa bassi. Le perdite aerodinamiche dovute ad angoli di flusso molto tangenziali nel diffusore senza palette giocano un ruolo dominante in questo intervallo operativo.
Riferimento
BENDER, Werner; ENGELS, Berthold: Turbocompressore VTG per applicazioni diesel commerciali pesanti con elevate prestazioni di frenata. 8. Aufladetechnische Konferenz. Dresda, 2002
BOEMER, A; GOETTSCHE-GOETZE, H.-C. ; KIPKE, P; KLEUSER, R; NORK, B: Zweistufige Aufladungskonzepte fuer einen 7,8-Liter Tier4-final Hochleistungs-Dieselmotor.16. Aufladetechnische Konferenz. Dresda, 2011
Orario di pubblicazione: 29 marzo 2022