L'utilizzo della turbocompressione sui motori a combustione interna è indispensabile per soddisfare i più recenti requisiti di potenza ed emissioni per i grandi motori diesel e a gas. Per raggiungere
In base alla variabilità richiesta, il turbocompressore può essere progettato con by-pass e Waste Gate oppure con turbine a geometrie completamente variabili (VGT). L'utilizzo di porte di scarico è dannoso per le prestazioni del turbocompressore ma fornisce una soluzione economica e robusta per la variabilità richiesta. I sistemi VGT convenzionali richiedono un gran numero di componenti in cui ciascun ugello viene mosso indipendentemente da un anello di azionamento e talvolta da un braccio di leva.
Nonostante la loro complessità, la turbocompressione VGT offre vantaggi significativi rispetto a un turbocompressore a geometria fissa abbinato
sia a pieno carico, lasciando uno spazio vuoto nelle applicazioni a carico parziale, sia abbinato a carico parziale e richiedendo una porta rifiuti. La pubblicazione descrive l'esigenza di avere un ugello che possa spostarsi assialmente per favorire la presenza di depositi e dilatazioni termiche per evitare che la pala si blocchi. I sistemi VGT convenzionali non sono stati ampiamente applicati ad applicazioni in cui sono richieste elevata potenza, elevata affidabilità e lunga durata per ragioni di costo e complessità, e per questo motivo sono stati concepiti diversi sviluppi per ottenere un turbocompressore VGT con un design più semplice e meno componenti mobili .
Questo lavoro propone un nuovo concetto di ugello del turbocompressore a geometria variabile che può essere applicato a configurazioni di turbocompressore assiale e radiale. Il concetto offre una significativa riduzione delle parti mobili e quindi ha il potenziale di ridurre il costo del turbocompressore e aumentarne l'affidabilità rispetto ai modelli VGT convenzionali. Il concetto consiste in un ugello principale e un ugello tandem. Ciascuno di questi ugelli è un anello con il numero richiesto di alette. Spostando un ugello rispetto all'altro, è possibile modificare l'angolo del flusso di uscita dell'ugello, e modificare la zona della gola in modo da ottenere una variazione del flusso di massa che passa attraverso l'ugello.
Riferimento
P. Jacoby, H. Xu e D. Wang, "VTG Turbocharger – un concetto prezioso per l'applicazione di trazione", in CIMAC Paper n. 116, Shangai, Cina, 2013.
Orario di pubblicazione: 07-giu-2022