Nota di studio del turbocompressore VGT

L'uso del turbocompressore 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 conseguire

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la variabilità richiesta, il turbocompressore può essere progettato sia con by-pass e waste gate, sia con geometrie di turbina completamente variabili (VGT).L'uso di waste gate 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 ogni ugello è mosso indipendentemente da un anello di azionamento e talvolta da un braccio di leva.

Nonostante la loro complessità, il turbocompressore 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, o abbinato a carico parziale e richiedendo un cancello di scarico.La pubblicazione descrive la necessità di avere un ugello che possa spostarsi assialmente per accogliere la presenza di depositi e dilatazioni termiche per evitare che la lama si incastri.I sistemi VGT convenzionali non sono stati ampiamente applicati ad applicazioni dove sono richieste alta potenza, alta affidabilità e lunga durata per ragioni di costo e complessità, e per questo motivo sono stati concepiti diversi sviluppi per realizzare 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 alle configurazioni del turbocompressore assiale e radiale.Il concetto offre una significativa riduzione delle parti mobili e quindi ha il potenziale per ridurre il costo del turbocompressore e aumentarne l'affidabilità rispetto ai modelli VGT convenzionali.Il concetto consiste in un ugello principale e un ugello in tandem.Ciascuno di questi ugelli è un anello con il numero richiesto di palette.Spostando un ugello rispetto all'altro, è possibile modificare l'angolo del flusso di uscita dell'ugello e modificare l'area della gola in modo da ottenere una variazione della portata di massa che passa attraverso l'ugello.

Riferimento

P. Jacoby, H. Xu e D. Wang, "VTG Turbocharge – Avaluable concept for traction application", in CIMAC Paper n. 116, Shangai, Cina, 2013.


Tempo di pubblicazione: 07-giu-2022

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