Turbine: Cosa le danneggia nei motori modificati?

Ciao,

Nei motorizzazioni TDI modificate per aumentare le prestazioni, la pressione di sovralimentazione non viene aumentata fintanto che lo spazio disponibile per la regolazione rimane sufficiente per rispettare i limiti di sicurezza.
Nonostante ciò, i motori devono aspirare gas di scarico più caldi rispetto al normale quando operano nella zona di potenza massima (Pmax).
Secondo le mie conoscenze, temperature dei gas di scarico troppo elevate possono causare la deformazione e il blocco dei delicati meccanismi del turbocompressore a geometria variabile (VTG). Questo chiarisce una possibile causa di guasti al compressore dovuti a modifiche.

L'aumento della pressione di sovralimentazione nella fascia alta del regime motore, causato dal tuning (o da falsi sensori di pressione), porta rapidamente i moderni turbocompressori di piccole dimensioni, con margini di sicurezza minimi, al limite operativo. Questo significa che la velocità dell'aria in ingresso nel compressore si avvicina alla barriera del suono.
In questa zona, anche un aumento significativo della velocità di rotazione del compressore produce solo un minimo incremento della pressione.

Secondo la mia opinione, i tuner tendono generalmente a massimizzare le prestazioni del turbocompressore, quindi ritengo che nei motori TDI modificati con chip, il turbocompressore funzioni, al raggiungimento della pressione massima, a un regime di giri superiore a quello specificato dal produttore, con conseguenti temperature dei gas di scarico più elevate.

La mia domanda: Quali danni ai caricatori sono solitamente causati da un eccessivo numero di giri?
Turbine distrutte a causa delle forze centrifughe?
Onde inghiottite?
Oppure oppure...?

Immagino che, a causa dell'aumento della temperatura e del numero di giri, con la conseguente maggiore forza centrifuga, l'inclinazione delle pale sia aumentata leggermente in lunghezza. Questo potrebbe aver causato una distribuzione del peso non perfetta sull'albero, generando forze maggiori sul cuscinetto, che si sarebbe quindi allargato. Il resto, ovvero il contatto tra le pale e la parete di carico, è probabilmente avvenuto a seguito di questo processo.

La mia teoria.

In caso di eccessiva velocità di rotazione, le pale del caricatore dovrebbero rompersi.

Rainer K. ha scritto:

In caso di sovravelocità, le alberi del compressore dovrebbero rompersi...

Hmm... sai anche tu perché?

Rotture dovute a un eccessivo momento torcente trasmesso, o più probabilmente a rotture per flessione causate da squilibrio e sovraccarico?
Comunque, le forze inerziali (e di conseguenza gli effetti dello sbilanciamento) aumentano in modo quadratico con la velocità di rotazione, se non sbaglio.

ulf ha scritto:

Rainer K. ha scritto: In caso di sovravelocità, le alberi dei caricatori dovrebbero rompersi... Hmm... sai anche tu perché? Rotture dovute a un eccessivo momento torcente trasmesso, o più probabilmente a rotture per flessione causate da squilibrio e sovraccarico? Comunque, le forze di inerzia (e quindi anche gli effetti dello sbilanciamento) aumentano in modo quadratico con la velocità di rotazione, se ricordo bene.

Perché le onde sono troppo sottili? Scusa, non ne ho idea.

In caso di sovravelocità, le alberi dei caricatori dovrebbero rompersi...
Hmm... sai anche tu perché?


Direi che si tratta di rotture permanenti o oscillazioni causate da forze di massa eccessive (squilibrio).

Almeno i nostri motori elettrici, nella 'camera di tortura', tendono a bruciarsi se vengono fatti funzionare oltre il loro limite massimo.

Potrebbe esserci anche un effetto di risonanza se il caricatore ruota a una velocità significativamente superiore a quella consentita.

Potrei anche immaginare che la turbina, se esposta a temperature costantemente superiori a 100-150 gradi Celsius, si deformi plasticamente. Questa deformazione causerebbe uno squilibrio che alla fine porterebbe alla rottura del componente.

Ciao Gremlin.

Ciao,

Considerando i gradienti di temperatura della turbina a gas diretti verso l'albero, e questo a seconda del carico nel ciclo operativo, si osserva che, dopo ogni utilizzo, il compressore è sottoposto a condizioni diverse. La durata del compressore è limitata dalla progettazione. Se viene sollecitato maggiormente, la sua aspettativa di vita non aumenta necessariamente. Spesso, il problema non è dovuto a un singolo punto debole, ma a una combinazione di fattori. Eliminando questi punti deboli, si potrebbe ottenere un prodotto molto migliore. In una tecnologia "matura", si è spesso giunti a compromessi dovuti a considerazioni economiche.


Cordiali saluti.
Christian.

L'aumento della pressione di sovralimentazione nella fascia alta del regime motore, causato dal tuning (o da falsi sensori di pressione), porta rapidamente i moderni turbocompressori di piccole dimensioni, con margini di sicurezza minimi, al limite operativo. Questo significa che la velocità dell'aria in ingresso nel compressore si avvicina alla barriera del suono.
In questa zona, anche un aumento significativo della velocità di rotazione del compressore produce solo un minimo incremento della pressione.


È un dato di fatto che con i flussi di gas non è possibile superare la velocità del suono. Aumentando la pressione di sovralimentazione, aumenta di conseguenza la densità dell'aria. Questo permette di aumentare il flusso di massa. Pertanto, sarebbe necessaria una precompressione dell'aria (sovralimentazione a due stadi), quindi un compressore aggiuntivo alleggerirebbe nuovamente il turbocompressore. L'aumento della temperatura dei gas di scarico riduce ulteriormente la densità, facendo aumentare significativamente la velocità dell'aria. Qualcuno sa qual è la temperatura dei gas di scarico con e senza chip? Infatti, nella maggior parte degli acciai, le differenze di temperatura nell'intervallo di 450 gradi hanno un impatto enorme sulla resistenza a fatica (secondo Wöhler). In questo intervallo, anche solo 10°C possono essere paragonabili a circa il doppio della sollecitazione!
Cordiali saluti, Olaf.

Fonte: MTZ 11/2002.

I turbocompressori si rompono facilmente se vengono utilizzati al di sopra o oltre il limite della pressione della pompa.
Durante il funzionamento, le pale del compressore subiscono delle vibrazioni, che poi causano la loro rottura.

Nella seconda possibilità, quando la velocità di rotazione è eccessivamente alta, le crescenti forze di sbilanciamento saranno la causa del problema.


Limite di pompaggio, inglese: surge line.

I tuner di motori diesel spesso modificano la coppia, aumentandola notevolmente. In questi casi, il limite massimo della velocità di rotazione non viene superato a causa di un flusso d'aria limitato dalla turbina (che dipende dalla velocità del motore). In questo caso, il fattore determinante è più probabilmente il limite della pompa.

Modifica:
Ho corretto gli errori, grazie Ulf.

@schnappi:

Citazione:

È un fatto che, con i flussi di gas, non è possibile superare le velocità del suono.

Probabilmente non avete mai sentito parlare di flussi transsonici. Il rapporto di pressione critico necessario per questo fenomeno non è così elevato. E con un ugello Laval si entra molto facilmente nella zona del flusso supersonico .

Saluti.
Alex.

@schnappi:

È un fatto che, con i flussi di gas, non è possibile superare le velocità del suono.

Probabilmente non avete mai sentito parlare di flussi transsonici. Il rapporto di pressione critico necessario per questo fenomeno non è così elevato. E con un ugello Laval, si entra molto facilmente nella zona del flusso supersonico .

Saluti.
Alex

Durante le mie lezioni di fluidodinamica, mi è stato insegnato che questa ugello Laval serve proprio a disaccoppiare sistemi attraverso la velocità del suono. Inoltre, mi è stato detto che i flussi di gas non possono superare la velocità del suono. Se ciò non fosse corretto, vi prego di scusarmi e sarò felice di essere corretto.

I turbocompressori si rompono rapidamente se vengono utilizzati al di sopra o vicino alla

faz ha scritto:

soglia massima. . . . [img]http://www.turbodriven.com/de/turbofacts/images/img_21_principle_g.gif Limite di riempimento, inglese: surge line[/img]. Ähhh

A quanto mi risulta, il limite sinistro corrisponde alla linea di spinta (o curva di carico).

La linea di strozzatura (choke line) si trova a destra, ed è riconoscibile dalle linee dei giri che decrescono.
Secondo me, anche sul sito web di BWT è scritto così...

:Con i modificatori del software per motori diesel, si interviene molto sulla vite della coppia, quindi si aumenta notevolmente la coppia massima. E in questo caso, il limite massimo di giri non viene superato a causa di un flusso d'aria inferiore dalla turbina (dipendente dal regime del motore -> turbina). In questo caso, entra in gioco più il limite di riempimento.

Citazione:

Intendi qui il limite di portata? Cioè, un'elevata pressione dovuta a una portata massica (troppo) bassa?

Certo...

Mi chiedo solo perché non vada a letto, quando riesco a malapena a vedere lo schermo con un occhio.

Curva di carico; limite di pompaggio.
Linea di strozzatura, limite di ostruzione.

Il limite di compressione non avrà alcun ruolo nella nostra discussione (a meno che qualcuno non aumenti drasticamente la cilindrata ).

faz ha scritto:

Il limite di riempimento non avrà alcun ruolo nella nostra discussione (a meno che qualcuno non aumenti drasticamente la cilindrata )

.
Credo che possa avere un ruolo importante, perché limita il flusso di massa attraverso il compressore.

Ed è proprio la portata massica che viene aumentata dall'utilizzo di un turbocompressore rispetto a un motore aspirato: maggiore è la pressione di sovralimentazione, maggiore è la portata massica, anche con la stessa cilindrata.

Oppure sto usando termini tecnici in modo errato?

Ciao,

Nelle vostre considerazioni manca un punto fondamentale. La componente più importante e delicata dell'ATL è il sistema di cuscinetti a strisciamento dell'albero della turbina/compressore. Sia i cuscinetti radiali che, in particolare, quelli assiali sono sottoposti ad elevate sollecitazioni. Il rapporto di compressione del compressore (pressure ratio – vedi sopra nel diagramma del compressore) causa una spinta assiale, ovvero una forza sul cuscinetto assiale. Se si utilizza una pressione di sovralimentazione più elevata, aumenta anche il carico e l'usura del cuscinetto assiale. Le conseguenze sono che, a causa di un maggiore gioco, le pale della turbina e/o del compressore possono toccare la superficie dell'alloggiamento, causando una graduale perdita di potenza dell'ATL fino al guasto totale. Conseguenze simili si verificano in caso di instabilità dei cuscinetti radiali; spesso, squilibri e risonanze superiori alla velocità nominale consentita dell'ATL sono la causa. Non intendo approfondire il funzionamento del sistema di cuscinetti a strisciamento, poiché la maggior parte delle persone qui presenti ha una solida conoscenza tecnica. Solo un consiglio: utilizzare un olio motore di alta qualità e preferire cambi d'olio (sempre con filtro) più frequenti piuttosto che meno, perché ne vale davvero la pena.
Saluti da Sepp.

@Ulf - Termini tecnici corretti.