Scambio turbocompressore KP39B - GT1749VB: risultati

Ciao,

Ho raccolto alcune informazioni sui risultati di una sostituzione del compressore in un sistema di refrigerazione (96 kW).

Originariamente era installato il modello KP39B. I dati di log per i grafici sinistro e centrale allegati sono stati ottenuti con il software originale e un file di ottimizzazione (117 kW, + 0,1 bar).
Alla fine, il turbocompressore KP39B è stato sostituito con un GT1749VB (prodotto da ARL, con una potenza di 110 kW), mantenendo invariate le quantità di iniezione rispetto al file di ottimizzazione per il KP39B.

Nell'allegato si può notare che il GT1749VB, rispetto alla configurazione standard con il KP39B, può fornire circa 150-200 mbar in più di pressione di sovralimentazione, senza che la temperatura massima dell'aria compressa aumenti.

Il modello KP39B inizia a mostrare un aumento della pressione di sovralimentazione di circa 100 mbar rispetto alla versione standard, con un conseguente incremento del livello limite di temperatura (LLT) di circa 5K nella zona di Pmax (i dati LLT indicano sempre la differenza rispetto alla temperatura ambiente).

Si nota inoltre che il GT1749VB offre una pressione di sovralimentazione più elevata (in un intervallo di giri motore superiore) con una valvola wastegate (VTG) controllata a una pressione inferiore, ovvero, nonostante la maggiore pressione di sovralimentazione, la sua VTG è relativamente più aperta rispetto al KP39B -> si veda il grafico del rapporto tra pressione di sovralimentazione e apertura della valvola.
Ciò comporta fondamentalmente una pressione di controflusso dei gas di scarico inferiore rispetto al modello KP39B, il che a sua volta si traduce in temperature dei gas di scarico più basse prima della turbina e in un miglior scambio termico.
L'ultima affermazione è confermata dal dinamometro: con il modello GT1749VB, il motore mostra una risposta leggermente migliore a regimi superiori a circa 3500 giri al minuto rispetto al modello KP39B, come detto mantenendo le stesse quantità di iniezione.


Per evitare che si crei l'impressione di una pubblicità occulta per le offerte di caricabatterie nel negozio di Rainer:
Il lato negativo del GT1749VB è il turbo lag significativamente maggiore rispetto al KP39B. L'erogazione massima della coppia viene percepita come spostata di circa 200-300 giri/min a seconda del rapporto, e al di sotto dei circa 1500 giri/min, il motore ASZ soffre ancora di più in salita nelle marce alte rispetto a quando è dotato del turbocompressore originale.
Durante la guida a bassa velocità e con bassi regimi, il GT1749VB può addirittura causare un aumento dei consumi di circa 0,2 litri per 100 km; ciò è probabilmente dovuto al fatto che, a bassi regimi, il rapporto tra la contropressione dei gas di scarico e la pressione di sovralimentazione generata è meno favorevole rispetto al KP39B, quindi esattamente l'opposto di quanto accade nella fascia alta del motore.

Ciao Ulf,

Mi preoccupa (perché di solito è un segnale di allarme) che nella GT... il rapporto di trasmissione raggiunge il suo limite minimo a partire dal secondo 25 (4200 giri/min).

In altre parole, il turbocompressore sta operando in una zona di funzionamento instabile...

Mi farebbe paura, perché non è del tutto irrilevante come nel mio caso la dicitura "inizio dell'iniezione al massimo dello scorrimento".

Oppure?

m;

dieselmartin ha scritto:

Mi preoccupa (perché di solito è un segnale di allarme) che nel GT..., il rapporto di trasmissione raggiunge il limite minimo a partire dai 25 secondi (4200 giri/min). Significa che il turbocompressore sta funzionando in una zona

dove non è regolare...
Ciao Martin,

In linea di principio, hai ragione.

Con un televisore nella zona "attiva", si potrebbe teoricamente sollevare il carico dal basso, ma questo vantaggio non sarebbe necessario durante la messa a punto del veicolo di prova: la potenza erogata dal sistema di scarico completamente aperto è sufficiente per un funzionamento a piena potenza (Pmax) con emissioni di fuliggine ridotte al minimo.

Inoltre, nella fascia di giri più alta, la pressione effettiva del turbocompressore corrisponde approssimativamente ai valori previsti per il sistema ARL, il che significa che il turbocompressore non supera i limiti stabiliti per l'utilizzo standard.
Poiché la modifica (tuning) permette di ottenere qualche cavallo in più rispetto alla versione standard (ARL), è necessario aprire completamente la turbina a geometria variabile (VTG) per garantire che il livello di pressione del collettore di scarico (LD) rimanga entro i limiti specificati per il turbocompressore.

Potrebbero sorgere problemi, tuttavia, in caso di ulteriori (e consistenti) aumenti della quantità di aria nel range di giri più elevato: in tal caso, il valore del carico dell'albero motore (LD) potrebbe superare significativamente il valore previsto per la versione standard, anche con la valvola a geometria variabile (VTG) completamente aperta, causando un surriscaldamento precoce del turbocompressore.

Ciao Ulf,

Confronto interessante. Tuttavia, i risultati non mi sembrano convincenti. Nonostante la rimappatura della centralina, il flusso di massa dei gas di scarico nel tuo motore/con i tuoi dati è solo leggermente superiore a quello del modello da 110 kW (ammesso che le pressioni di sovralimentazione siano effettivamente comparabili), il che significa che la turbina Garrett non dovrebbe essere così sovraccarica come suggeriscono le misurazioni.
Potrebbe essere che la regolazione del sensore di pressione sottovuoto sia diversa a seconda del produttore (VTG)? Secondo il software, almeno, sono state impostate diverse linearizzazioni. Quindi, ad esempio, nel concetto KKK rispetto al concetto Garrett, nella configurazione base EDC 011, i valori di pilotaggio sottovuoto provenienti dall'EPW misurati sul sensore sono gli stessi per entrambi, rispettivamente al 20% e all'80% della portata massima? (Quindi, misurando su un modello standard da 110 kW). Forse non viene sfruttata l'intera sezione della turbina? Oppure, la configurazione base ATL potrebbe essere errata?
Il motore Garrett deve comunque avere delle tolleranze superiori per raggiungere i 110 kW, e questo, secondo me, non è coerente.

Il comportamento di regolazione deve quindi essere estremamente aggressivo nella zona della potenza massima (ad esempio, rilasciando brevemente l'acceleratore a 4000 giri e poi riprendendo), il che alla lunga danneggerà irreparabilmente la guarnizione della testata.

C'è ancora qualcosa che non va. È chiaro che il motore consuma di più nella parte inferiore, ma in caso di necessità si potrebbe intervenire sulla centralina per compensare questo consumo.

Spero che tu non abbia installato il caricabatterie in quel modo.

Saluti.

bafische ha scritto:

ovvero, la turbina della Garrett probabilmente non è così sovraccarica come indicano le misurazioni.

Ciao bavarese,

Mi sembra anche un po' strano che, nella zona di massima potenza (Pmax), sia necessario aprire completamente le valvole di scarico per ottenere circa il 6-7% in più di quantità rispetto al regime ARL, altrimenti si otterrebbe troppa combustione indesiderata.

D'altra parte, il prototipo funziona solo con un SMIC e -rispetto all'ARL- ha dei condotti dell'aria relativamente corti tra il compressore e il collettore di aspirazione: in altre parole, nell'ARL, secondo me, si perde più pressione tra il compressore e il sensore LD, che bisogna recuperare aumentando il duty cycle.
Sembra che il caricatore ARL sia progettato per una pressione di esercizio leggermente superiore rispetto a quanto si potrebbe dedurre dal confronto dei valori massimi previsti per ASZ e ARL (1,35 contro 1,50 bar).
Se installassero quindi nel veicolo di prova un sistema ARL-FMIC originale con i relativi tubi, sarebbe probabilmente necessario ridurre leggermente la portata della VTG (valvola di regolazione del flusso) a Pmax per ottenere lo stesso valore di LD (lunghezza diolica) dopo il LLK (raffreddamento dell'aria in aspirazione) come mostrato nel diagramma logaritmico sopra.
Probabil che tu sappia meglio di me quanto siano effettivamente elevate le perdite di pressione nel condotto dell'aria di carica in un sistema ARL rispetto a una configurazione SMIC come quella dei modelli G4 ASZ e simili... io ho solo delle vaghe ipotesi, nell'ordine di circa 0,1 bar alla pressione massima.

Citazione:

Potrebbe essere che la regolazione del sensore di pressione sottovuoto sia diversa per i motori VTG? Secondo il software, almeno, sono state implementate diverse linearizzazioni. Quindi, ad esempio, il concetto KKK rispetto al concetto Garrett ha gli stessi valori di comando del vuoto provenienti dall'EPW sul sensore, misurati a 20/80% di apertura della valvola (TV), nella configurazione base EDC 011? (Quindi, da verificare su un modello standard da 110 kW).

Anche questa potrebbe essere una possibile spiegazione:
L'ARL ha, per quanto ne so, le singole elettrovalvole EPW standard, mentre il veicolo sperimentale ha uno di quei più moderni blocchi magnetovalvolari "all-in-one" (turbocompressore, EGR e valvola di intercettazione). Potrebbe quindi darsi che una percentuale di corrente diversa influisca sui valori di depressione, e che la curva di depressione del turbocompressore non sia compatibile con il sistema VB-VTG.
Purtroppo, al momento non posso effettuare ulteriori misurazioni, poiché non dispongo né di un generatore di forme d'onda preciso con amplificatore di potenza, né di un dispositivo EPW fornito da ARL per scopi di confronto.

Citazione:

Forse non verrà liberata l'intera sezione della turbina? oppure, è possibile che l'impostazione di base dell'ATL sia potenzialmente non operativa?

Quindi, l'impostazione di base nel MWB 11 ha rilevato una differenza di pressione di 144 mbar per il GT1749VB, esattamente come quella fornita dal KP39B sullo stesso motore (TV secondo il log = 0 o 99.6%).
Anche i salti di giri durante il cambio del sistema VTG (ovvero la differenza della contropressione dei gas di scarico) erano praticamente identici in entrambi i turbocompressori, per quanto si potesse stabilire con la griglia VAGCOM a 21 rpm.
Pertanto, la valvola di aspirazione dovrebbe essere a posto, soprattutto perché è stata acquistata come pezzo nuovo.
Il VTG è facile da usare, non produce fischi e si comporta in generale come mi aspettavo.

Citazione:

Il comportamento di regolazione deve quindi essere estremamente aggressivo nell'area della Pmax (cioè, brevemente rilasciando l'acceleratore a 4000 giri e poi riprendendo), e alla lunga danneggerà la guarnizione della testata.

Non è del tutto corretto: le sovraelongazioni sono perlomeno molto contenute con l'accelerazione digitale fino a circa 3500 giri, inferiori a 100 mbar. Ma probabilmente solo perché il sistema di controllo anticipato è già stato tarato per soddisfare le esigenze del TV in questa "applicazione".
Sopra circa 2500 rpm, secondo le misurazioni di LDA, il LD, quando si accelera a fondo, addirittura scende brevemente di circa 0,1 bar al di sotto del valore desiderato e poi sale gradualmente fino al valore finale, senza alcun overshoot - come se gli interventi di regolazione venissero smorzati nella parte finale per mantenere bassi gli overshoot (nel caso del KP39B "veloce").
Il modello GT1749VB, con la sua struttura di supporto apparentemente più pesante, probabilmente non ne ha bisogno, ma in questo caso sembra che un potenziale limitatore software intervenga, smorzando eccessivamente la risposta complessiva.

Sarebbe necessario provare concretamente come si comporta il caricatore a un regime di 4000 giri al minuto con il sistema digitale per la gestione del gas. Tuttavia, dubito che l'attenuazione descritta della curva di carico al di sopra dei 3500 giri al minuto possa improvvisamente trasformarsi in oscillazioni eccessive e incontrollate.

Citazione:

C'è ancora qualcosa che non va. Allora è chiaro che il motore consuma di più nella parte inferiore, ma in caso di necessità si potrebbe intervenire sulla centralina per compensare.

Mmm, penso che non ci siano molte speranze di miglioramento. Non appena il motore fornisce una quantità sufficiente di massa dei gas di scarico, il sistema LD (probabilmente un sistema di controllo) si regola automaticamente al valore desiderato, anche in condizioni di carico parziale, almeno stando a quanto si può dedurre dalle registrazioni effettuate finora.
Anche i controlli effettuati finora non hanno rilevato comportamenti anomali del caricabatterie.

Ecco un confronto delle curve di potenza del motore con entrambi i caricabatterie, realizzato tramite il sistema K-Power.

Anche se il K-Power non è esattamente uno strumento di misurazione di precisione, l'affermazione relativa al confronto con l'IMO è comunque piuttosto chiara.
Il veicolo, il rapporto di marcia utilizzato e la distanza percorsa sono sempre gli stessi; lo stesso vale per le principali tabelle di riferimento, in particolare quella del momento torcente.

Sono state inserite nelle calcolazioni le differenze di peso, il diametro delle ruote e la temperatura. La strada era asciutta durante tutte le misurazioni.

Purtroppo, dell'oggetto KP39B esiste solo un log utilizzabile (immagine superiore allegata).
La media di 3 log GT1749VB utilizzabili è superiore del 4% alla potenza ottenuta con il KP39B, il che si traduce in un aumento di circa 7 CV solo cambiando il turbocompressore. }

Poiché la quantità di carburante iniettata è sempre la stessa, ciò significa che nell'intervallo di pressione massima (Pmax), circa 7 cavalli v vengono persi a causa del fatto che il modello KP39B è leggermente sottodimensionato per una potenza di 160 cavalli.
Il problema è chiaramente visibile nell'andamento delle curve di potenza nella zona intorno ai 4000 giri/min:
Mentre la curva del motore KP39B mostra un calo significativo già a partire da 3800 giri/min (e il "sensore di comfort" degli occupanti ne percepisce una certa rigidità, come indicato nel post precedente e nelle frecce allegate), la curva del motore GT1749VB segue piuttosto fedelmente l'andamento del limite di coppia.

Il lato negativo del modello GT1749VB si manifesta al di sotto dei 2000 giri/min con una significativa perdita di coppia durante l'aumento della potenza, mentre il modello KP39B offre in questa situazione un comportamento più armonioso.

... e infine, un confronto delle masse d'aria fornite dai due compressori.

Per il diagramma sono stati analizzati diversi log per ogni configurazione (KP39B con pressione massima di 1,35 e 1,45 bar, GT1749VB con 1,35 e 1,5 bar). Pertanto, si riscontrano alcune significative variazioni nei valori misurati, nonostante siano stati esclusi i peggiori casi di sovra- e sottotensioni.

Le linee di tendenza in Excel mostrano la situazione in modo più chiaro.
Ad esempio, un aumento assoluto della pressione di sovralimentazione del circa 4% nel regime di 4000 giri/min (KP39) si traduce in un guadagno di massa d'aria solo dello 2,5%, il che suggerisce che il turbocompressore sta già operando, nelle condizioni standard, in una fase iniziale di "saturazione", con una pressione dei gas di scarico in aumento significativo ad ogni incremento della pressione di sovralimentazione.

Questa ipotesi è supportata dalla curva di pressione del GT1749VB, che a 1,35 bar fornisce già una quantità d'aria paragonabile a quella del KP39B con un rapporto di compressione di 1,45.

Nella zona di massima pressione (Pmax), il modello GT1749VB aumenta la quantità di aria aspirata di circa l'8,5%, mantenendo un valore simile, e quindi non sembra ancora raggiungere il punto di saturazione iniziale. La pressione reale a 4000 giri al minuto è di circa 2,3 o 2,5 bar.
Sopra i 3500 giri al minuto, le curve indicano chiaramente che un aumento della pressione di sovralimentazione non implica automaticamente un corrispondente aumento della massa d'aria, e che per ottenere un significativo incremento del flusso d'aria utile alla potenza, in realtà non c'è alternativa a un compressore più grande.

Al contrario, a regimi più bassi: il KP39B raggiunge circa 1200 mg/stroke a 2300 giri al minuto con soli 1,35 bar, mentre il GT1749VB lo fa solo con 1,5 bar di pressione.
In questo contesto, è particolarmente evidente il calo relativo della pressione del GT1749VB a 1,35 bar di sovrapressione, che si verifica tra circa 1900 e 2700 giri al minuto.

Il VB è quindi chiaramente ottimizzato per pressioni elevate e alti flussi massici, in parte a scapito del piacevole "boom" tipico dei motori TDI nella gamma di giri e potenza media - quindi, nel caso del 1.9 TDI, si tratta già di qualcosa di simile a un turbocompressore da competizione.


MODIFICATO:
Il prodotto concorrente del KP39B è il Garrett GT1749VA, che viene principalmente utilizzato nella piattaforma G4 con una potenza di 130 CV. Basandosi sulle caratteristiche dei veicoli a cui è stato applicato, sembra che il modello VA sia leggermente più simile al turbocompressore VB rispetto al KP39B.

Sarebbe quindi interessante ottenere i valori logaritmici delle masse d'aria (MWB 8 e 10) del turbocompressore VA per un confronto; quindi, chi guida modelli G4 ASZ o altri con il motore GT1749VA, vi prego di avvicinarvi ai computer (non importa se le auto sono state modificate o "chippate", ma devono avere la valvola VTG e il sensore di massa d'aria intatti) .
Per ottenere il massimo, è meglio utilizzare l'autostrada in quinta o sesta marcia, accelerando al massimo da circa 1500 giri/min: in questo modo si verificano solitamente solo lievi oscillazioni, e i valori di massa d'aria mostrano una curva più uniforme che paesaggi alpini.
Successivamente, accelerare al massimo anche nel regime di giri del motore (rpm) che non è ancora stato raggiunto, utilizzando una marcia inferiore.
Alla fine, l'intervallo di circa 1500-4500 giri/min dovrebbe essere coperto completamente con valori massimi di accelerazione.

Vi prego di inviarmi i log tramite messaggio privato o all'indirizzo ubeck13"at"aol.com.