Calcolo della dinamica dei gas: come calcolare il comportamento di una turbina AGT-Delta a monte e a valle?

Ciao,

Nell'ottimizzazione del motore a benzina, la temperatura dei gas di scarico (AGT) nel collettore di scarico è un parametro di importanza non trascurabile.
Il sistema MED9.1 dei motori 2.0 TFSIs calcola la temperatura di aspirazione (AGT) a partire da centinaia di dati di simulazione e dallo stato operativo del motore (carico, lambda, ecc.), e rende questi dati disponibili come informazioni diagnostiche per diversi punti del sistema di scarico: nel collettore, prima del catalizzatore, all'interno del catalizzatore, ecc.
La differenza nei dati diagnostici WOT tra il collettore di scarico e il catalizzatore preliminare si attesta mediamente tra 140 e 150 kPa. Purtroppo, la scala diagnostica per la temperatura di curvatura si interrompe a 999°C.

Un mio conoscente vuole ottimizzare il suo motore CDL per raggiungere la massima affidabilità e ha installato una sonda all'ingresso del tubo di scarico come punto di controllo AGT. I primi test su strada, effettuati con una centralina software per circa 330 cavalli, hanno rilevato una temperatura massima di 850°C in quel punto. Considerando l'aumento di 140-150K previsto per la temperatura del catalizzatore, si arriva a circa 1000°C. La temperatura rilevata dal sensore di miscela diagnostico aumenta così rapidamente fino a 999°C che mi farebbe sospettare qualcos'altro, SE si potesse anche solo fidarsi dei dati diagnostici di un motore che opera al di là dei limiti del software originale.

Pertanto, vorrei stimare la temperatura di incrostazione attraverso un metodo diverso, ovvero valutando la potenza necessaria per l'azionamento del caricatore.
La potenza del compressore può essere calcolata in base al valore della portata massica dell'aria, alla densità dell'aria aspirata e alla pressione di sovralimentazione. Dividendo per l'efficienza dei compressori e delle turbine, si dovrebbe ottenere la potenza necessaria per l'azionamento; eventualmente, potrebbe essere necessario aggiungere una correzione per le perdite di attrito dei cuscinetti dell'albero.

Il flusso di massa dei gas di scarico può essere approssimativamente calcolato come "massa d'aria + 8%" (inclusa la refrigerazione interna dovuta a un rapporto aria/combustibile di 0,. È possibile utilizzare le leggi dei gas per calcolare la quantità di raffreddamento necessaria del flusso di gas di scarico, in modo da fornire alla turbina la potenza di spinta richiesta, precedentemente calcolata? Allora, basterebbe aggiungere questo valore di raffreddamento al dato misurato a valle della turbina, ottenendo così una stima (si spera) accurata della temperatura del vapore.

Ciao,

Perché non installa la sonda di temperatura prima del turbocompressore?

Cordiali saluti, Rainer.

Ciao Rainer,

perché forare e saldare il collettore di scarico (in ghisa) è più complicato che semplicemente smontare il tubo di scarico in lamiera e inserire il catalizzatore lì dentro .
Anche il turbocompressore K04-064 è "un componente incluso". Collettore di scarico.

Non voglio essere polemico, ma sarebbe stato ancora più semplice inserire il sensore di temperatura dei gas di scarico nel tubo di scappamento e stimare la temperatura prima del turbocompressore.

+/- 40°C in questo intervallo di temperatura possono indicare sia un valore troppo alto che troppo basso... sono scettico sul fatto che sia possibile stimare con sufficiente precisione questi valori basandosi solo su masse d'aria, pressione, ecc.

Un utente di questo forum ha guidato una volta un'Audi A2 1.4 TDI con oltre 150 cavalli. In quell'occasione, una parte del collettore di scarico in ghisa del motore a 4 cilindri è stata tagliata e saldata.
Meccanicamente, sembrava tutto a posto; si possono fare delle prove su macchinari usati o su componenti di scarto.

Cordiali saluti, Rainer.

@ulf: se proprio vuoi fare dei calcoli ->

MODIFICA: ma attenzione, è di livello universitario/accademico http://www.springer.com/de/book/9783642289897