Muutama tieto turboahtimesta

Turbopurkaus on uusi lähestymistapa, jolla voidaan hyödyntää paremmin turbiinin talteenotettavaa energiaaasennettuna polttomoottoreiden pakokaasuvirtaan.Puhalluspulssienergian talteenotto syrjäytyspulssienergiasta erillään mahdollistaa pakojärjestelmän purkamisen, mikä vähentää moottorin pumppaustyötä ja parantaa moottorin polttoainetaloutta.Tämä on uusi lähestymistapa ilmajärjestelmän optimointiin, jota on aiemmin tutkittu vapaasti hengittäville moottoreille.Onnistuakseen turbopurkausta tulisi kuitenkin soveltaa turboahdettuihin moottoreihin, koska koon pienentäminen on lupaava suunta tulevaisuuden voimansiirtojärjestelmille.

Joissakin tutkimuksissa käytetään yksiulotteista kaasudynamiikan mallinnusta turbopurkauksen vaikutuksen tutkimiseen turboahdettuihin bensiinimoottoriin, erityisesti vuorovaikutukseen turboahdinjärjestelmän kanssa.Tulokset osoittavat, että moottorin huippuvääntömomentti kasvaa matalilla ja keskinopeuksilla suuren nopeuden vääntömomentin ollessa hieman pienentynyt moottorin hengityksen rajoitusten vuoksi matalan nousun pakoventtiileillä.Moottorin huippuvääntömomentti nopeuden funktiona suuremmalla turboahtimella ja turbopurkauksella oli verrattavissa pienempään turboahtimeen ilman turbopurkausta.Polttoainetalouden parannukset olivat ilmeisiä useimmilla moottorikartan osakuormitusalueilla, ja huippuarvot vaihtelivat 2–7 % moottorin ilmajärjestelmän perusstrategian mukaan.Kuuman loukkuun jäänyt jäännösmassa pieneni johdonmukaisesti suuressa osassa moottorikarttasta, lukuun ottamatta suuritehoisia olosuhteita, joissa venttiilin paineen pudotusvaikutus hallitsi.Tämän odotetaan mahdollistavan kipinän leviämisen ja lisäävän polttoainetaloutta.

Tämän tutkimuksen tulokset ovat lupaavia ja osoittavat, että osan käytettävissä olevan pakokaasuenergian käyttämisellä turbopurkaukseen turboahtamisen sijaan voi olla myönteinen vaikutus sekä osa- että täysikuormitettuun moottorin suorituskykyyn.Säädettävän venttiilin toiminnan ja turboahtimen ohjausjärjestelmien avulla on edelleen merkittävää potentiaalia optimointiin.

Viite

Kauppa- ja teollisuusministeriö (DTI).Foresight Vehicle -teknologian tiekartta: tulevaisuuden maantieajoneuvojen teknologia- ja tutkimussuunnat, versio 3.0, 2008.https://connect.innovateuk.org/web/technology-roadmap/executive-summary (käytetty elokuussa 2012).