Влияние целевых показателей EGR и AFR на оптимизацию MFR турбины с двумя спиралями для больших коммерческих автомобилей

Подробности

Начиная с 2014 года, экономия топлива большегрузных грузовиков, продаваемых в Соединенных Штатах, регулируется как Агентством по охране окружающей среды (EPA), так и Национальным управлением дорожного движения (NHTSA) в соответствии с правилами фазы 1, а теперь и фазы 2 законов в отношении выбросов парниковых газов. Эти стандарты устанавливают целевые показатели расхода топлива как на уровне транспортного средства, так и на уровне двигателя. В то же время, в ответ на запросы из Калифорнии, EPA объявило о намерении к 2024 году еще больше сократить допустимые выбросы NOx в выхлопных системах тяжелых грузовиков и двигателей. Правила экономии топлива и NOx, называемые прогнозируемым стандартом US-24, повышают спрос на высокоэффективные системы обработки воздуха. Аналогичным образом, для Европейского союза целевые показатели по сокращению потребления топлива, скорее всего, будут возрастать, а не уменьшаться из-за обязательств Парижской Конференции сторон 21.

Для повышениях топливной экономичности на таких ТС начали устанавливаться турбины с разделенным корпусом. Разделенные турбины повышают эффективность дизельных двигателей большой мощности за счет разделения потоков гузов из цилиндров, улучшения дыхания двигателя и общего повышения эффективности двигателя. Разделение корпуса турбины приводит к неравномерному потоку между двумя спиралями, который можно охарактеризовать с точки зрения коэффициента массового расхода турбины (MFR). Оптимизированная конструкция турбины должна учитывать, куда подается энергия турбины в отношении MFR, и повышать эффективность турбины в рабочих точках турбины, где подается большая часть энергии турбины. Были сравнены три архитектуры одноступенчатой системы кондиционирования воздуха на основе вероятности их применения для двигателей стандарта США-24/ЕВРО-VII: только SCR, HP-EGR с язычком и асимметричный HP-EGR.

В статье ниже представлено исследование влияния рабочих и конструктивных параметров двигателя на MFR турбины. Сделан вывод, что для данной архитектуры двигателя и воздушной системы MFR зависит только от частоты вращения двигателя, удельной пропускной способности турбины и скорости рециркуляции отработавших газов. Наконец, представлен метод выбора для характеристики MFR турбины в зависимости от эффективности в зависимости от рабочих параметров двигателя.

Данные публикации: Author: R. Florea, D. Wood, M. Ashraf, D. Mehta and K.H. Lee | Garrett Motion | Honeywell Transportation Systems 2525 190th St, Torrance CA, 91006 USA | Honeywell Transportation Systems Korea 199 Sechojungang-ro, Seocho-gu, Seoul 06593, Korea