Η εφαρμογή στροβιλοσυμπιεστών σε κινητήρες εσωτερικής καύσης έχει γίνει πολύ πιο σημαντική τα τελευταία χρόνια. Στον τομέα των επιβατικών αυτοκινήτων σχεδόν όλοι οι κινητήρες ντίζελ και όλο και περισσότεροι βενζινοκινητήρες είναι εξοπλισμένοι με υπερσυμπιεστή.
Οι τροχοί του συμπιεστή στους στροβιλοσυμπιεστές καυσαερίων σε εφαρμογές αυτοκινήτων και φορτηγών είναι εξαρτήματα με υψηλή πίεση. Κατά την ανάπτυξη νέων τροχών συμπιεστή, εστίαση είναι ο σχεδιασμός αξιόπιστων εξαρτημάτων με λογική διάρκεια ζωής καθώς και καλές αποδόσεις και χαμηλή στρέψη παρέχοντας βελτιωμένη απόδοση κινητήρα και καλύτερη δυναμική απόδοση κινητήρα. Προκειμένου να πληρούνται οι εξαιρετικές απαιτήσεις για τα θερμοδυναμικά χαρακτηριστικά του στροβιλοσυμπιεστή, το υλικό του τροχού του συμπιεστή υπόκειται σε υψηλά μηχανικά και θερμικά φορτία.
Οι οριακές συνθήκες στον τροχό του συμπιεστή, συμπεριλαμβανομένων των συντελεστών μεταφοράς θερμότητας τοίχου και των θερμοκρασιών παρακείμενου τοίχου παρέχονται από υπολογισμούς στατικής μεταφοράς θερμότητας. Οι οριακές συνθήκες είναι απαραίτητες για τους υπολογισμούς μεταβατικής μεταφοράς θερμότητας στο FEA. Η χρήση της τεχνολογίας υπερσυμπιεστή σε μικρούς κινητήρες εσωτερικής καύσης ονομάζεται επίσης «Μείωση μεγέθους». Η μείωση του βάρους και των απωλειών τριβής και η αυξημένη μέση πίεση σε σύγκριση με τους αφόρτιστους κινητήρες καύσης οδηγούν σε βελτιωμένη απόδοση του κινητήρα και χαμηλότερες εκπομπές CO2.
Τα σύγχρονα σχέδια ατμοστροβίλων εξερευνούν ευρύτερο χώρο σχεδιασμού για να αποκτήσουν βελτιωμένη απόδοση. Ταυτόχρονα, πρέπει να διατηρηθεί η μηχανική ακεραιότητα του ατμοστρόβιλου. Αυτό απαιτεί μια εις βάθος κατανόηση των επιπτώσεων κάθε μεταβλητής σχεδιασμού στην κόπωση υψηλού κύκλου (HCF) μιας βαθμίδας ατμοστροβίλου.
Τα επόμενα χρόνια αναμένεται ένα ταχέως αυξανόμενο μερίδιο αγοράς των υπερτροφοδοτούμενων βενζινοκινητήρων. Το αίτημα για μικρούς υπερτροφοδοτούμενους κινητήρες εσωτερικής καύσης με υψηλότερη πυκνότητα ισχύος και υψηλότερη απόδοση κινητήρα.
Αναφορά
Breard, C., Vahdati, M., Sayma, AI and Imregun, M., 2000, «An Integrated time-domain aeroelasticity model for the prediction of fanforced response due to inlet distortion», ASME
2000-GT-0373.
Baines, NC Fundamentals of Turbocharging. Βερμόντ : Concepts NREC, 2005.
Ώρα δημοσίευσης: Mar-06-2022