In de wereld is het belangrijkste doel het verbeteren van het brandstofverbruik, zonder concessies te doen aan andere prestatiecriteria. In een eerste stap toont een parameterstudie met schoependiffusors aan dat efficiëntieverbeteringen in de relevante werkgebieden mogelijk zijn ten koste van een kleinere kaartbreedte. Op basis van de resultaten zijn drie variabele geometrieën met variërende complexiteit ontworpen, gebaseerd op diffusers met schoepen. Uit de resultaten van de heetgastestbank en de motortestopstelling blijkt dat alle systemen in staat zijn de efficiëntie van de compressor te verhogen en daarmee het brandstofverbruik te verbeteren in het belangrijkste aandrijfbereik van zware motoren.
Bijkomende uitdagingen worden gevormd door de behoefte aan hoge duurzaamheid, lage geluidsemissies en goede transiënte prestaties van de motor. Daarom is het ontwerp van het compressorsysteem altijd een compromis tussen hoge efficiëntie, een brede kaartbreedte, een laag gewicht van de waaier en een hoge duurzaamheid, wat leidt tot compressorfasen met aanzienlijke aerodynamische verliezen in het belangrijkste rijbereik van langeafstandsvoertuigen en dus een afname van het brandstofverbruik. Het oplossen van dit fundamentele probleem van het compressorontwerp door de introductie van een variabele geometrie kan leiden tot lagere totale eigendomskosten, wat het belangrijkste verkoopargument is voor zware motoren. Afgezien van recirculatiekleppen die worden toegepast in turbocompressoren van personenauto's, hebben compressoren met variabele geometrie hun weg naar serieproductie nog niet gevonden, hoewel er diepgaand onderzoek op dit gebied is gedaan.
Er zijn drie variabele compressoren ontwikkeld met als doel het brandstofverbruik van zware motoren in het belangrijkste rijbereik te verbeteren zonder verslechtering van het nominale vermogen, het piekkoppel, de piekstabiliteit en de duurzaamheid. In een eerste stap zijn de eisen van de motor met betrekking tot de compressortrap afgeleid en zijn de meest relevante compressorwerkpunten geïdentificeerd. Het belangrijkste rijbereik van langeafstandsvrachtwagens komt overeen met bedrijfspunten met hoge drukverhoudingen en lage massastromen. Aërodynamische verliezen als gevolg van zeer tangentiële stroomhoeken in de schoepenloze diffuser spelen een dominante rol in dit werkingsbereik.
Referentie
BENDER, Werner; ENGELS, Berthold: VTG-turbocompressor voor zware commerciële dieseltoepassingen met hoge remprestaties. 8. Aufladetechnische Konferenz. Dresden, 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. Dresden, 2011
Posttijd: 29 maart 2022