Dipl.-Ing. Frank Pflüger - BorgWarner Turbo Systems

Dipl.-Ing. Frank Pflüger
Die 2-stufige geregelte
Aufladung
3K-Warner
Aufladung von
(R2S)
Einneues
neuesAufladesystem
Aufladesystem
Ein
für für NfzMotoren
Nfz-Motoren
Academy
Die 2-stufige geregelte Aufladung von 3K-Warner
- Ein neues Aufladesystem für Nfz-Motoren
Dipl.-Ing. Frank Pflüger, 3K-Warner Turbosystems GmbH
1.
Anforderungen an zukünftige Nfz-Motoren
Die Entwicklungsziele hinsichtlich Thermodynamik und Betriebsverhalten von zukünftigen
Nfz-Motoren sind in vielen Fällen dieselben:
•
•
•
•
Die Nennleistung bzw. das Leistungsgewicht des Motors soll weiter gesteigert werden.
Ein sehr hohes maximales Drehmoment soll schon bei niedrigen Motordrehzahlen und
über eine möglichst weite Drehzahlspanne zur Verfügung stehen. Dies ermöglicht mit
einer entsprechend angepaßten Schalt- und Achsgetriebeübersetzung eine Verringerung
des Drehzahlniveaus und damit eine Absenkung des Kraftstoffverbrauchs und des
Geräuschs.
In Verbindung mit einem guten Instationärverhalten ist das Anfahrverhalten des Fahrzeugs weiter zu verbessern.
Gleichzeitig sollen aber die effektiven spezifischen Verbräuche und damit die Betriebskosten für den Endanwender verringert werden, wobei selbstverständlich die jeweils
gültige Gesetzgebung für Geräusch- und Schadstoffemissionen (EURO III, EURO IV,
etc.) erfüllt werden muß.
Aus den Entwicklungszielen für die Thermodynamik und das Betriebsverhalten des Motors
lassen sich die Anforderungen an das Aufladesystem ableiten.
2.
Anforderungen an zukünftige Aufladesysteme
Die gewünschte höhere Nennleistung und der höhere effektive Mitteldruck erfordern die Einbringung einer größeren Kraftstoffmenge in die Zylinder und entsprechend einen höheren
Luftmassendurchsatz, d.h. Ladedruck. Insbesondere bei niedrigen Motordrehzahlen möchte
man zusätzlich das Verbrennungsluftverhältnis λ V anheben. Hiermit und durch eine verbesserte Gemischbildung und Verbrennung lassen sich in diesem Bereich die Verbrauchs- und
Schadstoffwerte, insbesondere die Partikelemissionen deutlich vermindern.
Die wichtige allgemeine Anforderung an das Aufladesystem lautet also:
Überproportional viel Frischgas - d.h. ein sehr hoher Ladedruck - insbesondere schon im
unteren Drehzahlbereich ist zur Verfügung zu stellen. Damit lassen sich die gewünschten λ V
-Werte realisieren. Hohe Ladedrücke schon bei geringen Motordreh- zahlen begünstigen
zudem das Beschleunigungsverhalten des Motors, verringern den Rauchstoß und ermöglichen relativ früh hohe Mitteldrücke (stationär). Zusätzlich muß auch im oberen Drehzahlbereich der Ladedruck zunehmen, um die gesteigerte Motorleistung - bei gegebenenfalls
noch verminderter Nenndrehzahl - verbrauchs- und schadstoffgünstig realisieren zu können.
Zur Erfüllung all dieser Anforderungen ist ein weiterentwickeltes Aufladesystem notwendig.
Der gewünschte höhere Luftdurchsatz für den Nennleistungspunkt erfordert grundsätzlich
einen größeren Turbolader, um die größeren Frischluft- und Abgasmassenströme wirkungsgradgünstig durchzusetzen. Der Wunsch nach überproportional viel Luftdurchsatz - d.h.
Ladedruck - schon bei geringen Motordrehzahlen bedeutet dagegen, daß die Turbine und
der Verdichter relativ klein angepaßt werden müssen. Idealerweise bräuchte man also eine
1
Kombination aus beidem!
Zur Lösung dieses Zielkonflikts hat BorgWarner Turbo Systems die 2-stufige geregelte
Aufladung entwickelt. Es handelt sich dabei um ein hochentwickeltes, elektronisch geregeltes Aufladesystem. Es entspricht einem solchen Idealaufbau und verfügt über ein
entsprechend großes Potential.
3.
Aufbau und Funktion der 2-stufigen geregelten Aufladung
Die 2-stufige geregelte Aufladung ist eine Reihenschaltung zweier - unterschiedlich großer Turbolader mit einer Bypassregelung und idealerweise einem zweiten Ladeluftkühler (Bild
1).
}
}
HP - Stage
LP - Stage
Bild 1: Prinzipieller Aufbau einer 2-stufigen geregelten Aufladung
Der von den Zylindern kommende Abgasmassenstrom strömt zunächst in die Abgassammelrohrleitung. Von hier aus besteht die Möglichkeit, entweder den gesamten Abgasmassenstrom über die Hochdruckturbine (HD) zu expandieren, oder einen Teilmassenstrom über die
Bypassleitung umzuleiten. Der gesamte Abgasmassenstrom wird dann nochmal von der
nachgeschalteten Niederdruckturbine (ND) genutzt.
Der gesamte Frischluftmassenstrom wird zunächst durch die Niederdruckstufe vorverdichtet
und idealerweise zwischengekühlt. In der Hochdruckstufe erfolgt anschließend eine weitere
Verdichtung und Ladeluftkühlung. Aufgrund der Vorverdichtung arbeitet der relativ kleine HDVerdichter auf einem höheren Druckniveau, so daß er den erforderlichen Luftmassenstrom
durchsetzen kann.
Bei kleinen Motordrehzahlen, d.h. kleinen Abgasmassenströmen, bleibt der Bypass vollständig geschlossen und der gesamte Abgasmassenstrom expandiert über die HD-Turbine.
Dadurch ergibt sich ein sehr schneller und hoher Ladedruckaufbau.Mit zunehmender Motordrehzahl wird die Expansionsarbeit kontinuierlich zur ND-Turbine verlagert, indem der
Bypassquerschnitt entsprechend vergrößert wird.
Die 2-stufig geregelte Aufladung ermöglicht damit eine stufenlose Anpassung auf der
Turbinen- und Verdichterseite an die Erfordernisse des Motorbetriebs.
2
Eine mögliche Ausführung der 2-stufigen geregelten Aufladung zeigt Bild 2.
Hierbei sind zwei leistungsfähige Standard-Turbolader möglichst kompakt miteinander
kombiniert. Da die HD- und ND-Stufen recht gering belastet sind, können kostengünstige
Serien-Turbolader mit hoher Lebensdauer und Zuverlässigkeit eingesetzt werden.
Bild 2: Ausführung einer 2-stufigen geregelten Aufladung von 3K-Warner
4.
Messergebnisse mit einem 12 l Nfz-Motor
Die erzielten Meßergebnisse an einem modernen 6-Zylinder Nutzfahrzeugmotor mit 12 l
Hubraum zeigen im Vergleich zur heutigen 1-stufigen ungeregelten Standardaufladung das
große Potential der 2-stufigen geregelten Aufladung.
Mit Hilfe der Motorprozeßrechnung wurden Serien-Laderkomponenten speziell für diesen
Anwendungsfall angepaßt, bei dem die folgenden Randbedingungen zu beachten waren:
• Absenkung der Nenndrehzahl des Motors (aus Geräusch- und Verbrauchsgründen)
von 2000 min-1 auf 1800 min-1.
• Einhaltung der zulässigen Werte für Zylinderdruck und Abgastemperatur.
• Geringere Abkühlraten als mit einem Standard-Ladeluftkühler.
• Einhaltung der gültigen Emissionsgrenzwerte.
4.1 Vollast-Ergebnisse
Bild 3 zeigt die typischen Ladedruckverläufe mit den beiden Aufladesystemen. Gegenüber
der 1-stufigen Aufladung ergibt sich bei diesem neuen Aufladesystem ein deutlich höherer
Ladedruckaufbau insbesondere bei kleinen Motordrehzahlen.
Schon bei einer Motordrehzahl von 800 min-1 erhöht sich der zur Verfügung stehende Ladedruck von bisher ca. 1350 mbar auf ca. 2400 mbar Absolutdruck. Ab 1100 min-1 wird der
Ladedruck über die Bypassregelung auf 3000 mbar begrenzt, um den zulässigen Zylinderspitzendruck nicht zu überschreiten.
3
3.5
Messung
1- stufig :
Messung
2- stufig :
2.5
La dedruck
[ ba r ]
3
2
1.5
1
600
900
1200
1500
1800
Motordrehza hl [ 1/ min ]
Bild 3:
2100
Ladedruckvergleich
Bild 4 zeigt den Vergleich der Verbrennungsluftverhältnisse λ V mit 1-stufiger und 2-stufiger
Aufladung bei Vollast über der Motordrehzahl. Man erkennt die deutlich verbesserte Luftversorgung mit der 2-stufig geregelten Aufladung von 3K-Warner. Die hohen Ladedrücke unterhalb von 1400 min-1 bewirken eine niedrigere Abgastemperatur und damit eine thermische
Entlastung des Motors. Im Nennleistungspunkt liegt die Abgastemperatur mit 2- stufiger geregelter Aufladung nicht höher als der Spitzenwert mit 1-stufiger Aufladung.
2.2
Messung
1- stufig :
Lambda-V [ - ]
2
Messung
2- stufig :
1.8
1.6
1.4
1.2
600
900
1200
1500
1800
Motordrehzahl [ 1/min ]
2100
4
Bild 4:
Vergleich der Verbrennungsluftverhältnisse λ V
Viel wichtiger sind aber die Verbesserungen hinsichtlich Schwärzungszahl und Kraftstoffverbrauch. Das Bild 5 zeigt dazu den Verlauf der Rauch- oder Schwärzungszahl SZ nach
Bosch für beide Aufladesysteme.
Im oberen Drehzahlbereich (ab 1400 min-1 ) ist der Einfluß von λ V auf die Rauchzahl sehr
gering; während das Verbrennungsluftverhältnis beider Aufladesysteme zwischen λ V = 1.90
und 2.05 schwankt, liegt die Rauchzahl etwa bei konstant SZ = 0.4. Im unteren bis mittleren
Drehzahlbereich ergibt sich eine deutliche Reduktion von SZ mit der 2-stufigen geregelten
Aufladung. Bei 1100 min-1 läßt sich die Schwärzungszahl von SZ=0.6 auf SZ=0.3 halbieren.
Bei 800 min-1 verringert sich die Rauchzahl um 80% von über SZ=2.0 auf 0.4 .
2.4
Messung
1- stufig :
SZ
[ Bosch ]
2
1.6
Messung
2- stufig :
1.2
0.8
0.4
0
600
900
1200
1500
1800
Motordrehzahl [ 1/ min ]
Bild 5:
2100
Vergleich der Rauchzahlen
Ein Mittel um den zulässigen Zylinderspitzendruck einzuhalten, ist die Begrenzung des Ladedrucks (auf hier 3000 mbar) in der Vollast. Im vorliegenden Fall reicht dies jedoch nicht aus,
da der Motor bereits unter Serienladedruck dicht an der zulässigen Grenze liegt. Aus diesem
Grund ist als zusätzliche Maßnahme der Einspritzbeginn bei 2-stufig geregelter Aufladung
um wenige Grad Kurbelwinkel pauschal nach spät verlegt worden. Der Zylinder-spitzendruck
bleibt somit auch bei den sehr hohen Ladedrücken stets unterhalb des vorge-gebenen
Grenzwertes.
Ein späterer Einspritzbeginn hat Vor- und Nachteile. Durch den relativ späten Einspritzbeginn ergeben sich trotz des hohen Ladedrucks noch zulässige Spitzendrücke und geringere
Druckanstiegsgeschwindigkeiten (Verbrennungsgeräusch). Ein späterer Verbrennungsbeginn ist aber nicht mehr verbrauchsoptimal. Im folgenden läßt sich aber zeigen, daß mit
der 2-stufigen geregelten Aufladung von BorgWarner Turbo Systems sehr gute Verbrauchswerte erreicht werden können, trotz des relativ späten Einspritzbeginns.
Beide Varianten haben nun unterschiedliche Getriebeübersetzungen und unterschiedliche
Nenndrehzahlen. Will man unterschiedliche Getriebeübersetzungen relativieren, so empfiehlt
5
sich eine Darstellung über der bezogenen Drehzahl, also ein Relativvergleich beider Aufladeund Antriebskonzepte.
Bild 6 zeigt hierzu den Verlauf des effektiven Mitteldrucks pme über der bezogenen Drehzahl. Die bezogene Drehzahl ist dabei das Verhältnis von betrachteter Motordrehzahl zur
Nenndrehzahl des Motors. Mit Standardaufladung liegt die Nenndrehzahl bei 2000 min-1, mit
dem weiterentwickelten Aufladesystem wurde die Nenndrehzahl auf 1800 min-1 reduziert.
Mit der 2-stufigen geregelten Aufladung läßt sich die Nennleistung bei zusätzlich abgesenkter Motordrehzahl im vorliegenden Fall um ca. 10 % auf 327 kW steigern. Die bisher
verfügbare Spitzenleistung von knapp 298 KW ergibt sich nun schon bei 80 % der reduzierten Nenndrehzahl (1400 min-1). Darüber hinaus ergeben sich beträchtliche Mitteldruckund damit Drehmomentzugewinne (∆pme bzw. ∆Md ) schon in den unteren Drehzahlbereichen des Motors.
Der gemessene Mitteldruckverlauf spiegelt die Zünddruckgrenze des Motors wider. Prozeßrechnungen zeigen, daß eine deutlich stärkere Drehmomentüberhöhung - wie in Bild 6 strichpunktiert angedeutet - mit der 2-stufigen geregelten Aufladung problemlos möglich wäre.
Dazu müsste allerdings der Motor für höhere Zünddrücke ausgelegt sein.
Bild 7 zeigt über der relativen Motordrehzahl den zugehörigen Verlauf des effektiven
spezifischen Kraftstoffverbrauchs be bezogen auf den Vollastbestwert mit Serienaufladesystem (entspricht be=100 %). Mit der 2- stufigen geregelten Aufladung ergibt sich neben
dem höheren Leistungsangebot in weiten Bereichen eine Verbrauchs-ersparnis von etwa 26,5 %.
28
pme [ ba r ]
24
1- stufig :
Nn = 2000
Prozeßrechnung:
pz-max = 107 %
2- stufig :
Nn = 1800
20
2000 Nm
Potential
(Beispiel)
327 kW
16
298 kW
12
40
60
80
bezogene Drehzahl [ % ]
100
Bild 6: pme - Relativ- Vergleich
6
115
1- stufig :
Nn = 2000
be [ % ]
110
2- stufig :
Nn = 1800
105
100
95
40
60
80
bezogene Drehzahl [ % ]
100
Bild 7: be - Relativ-Vergleich
Bisher wurde zunächst das Vollastverhalten des Motors betrachtet. Für die Vollast-Ladedruckbegrenzung der 2-stufigen geregelten Aufladung genügt eine übliche, rein pneumatische Ladedruckregelung. Hier wird nach Erreichen eines bestimmten Ladedrucks ein Teil
des Abgasmassenstroms durch den Bypass um die HD-Turbine umgeleitet. Ab einer bestimmten Motordrehzahl steigt der Ladedruck dann nicht mehr an. Wird eine 2-stufige geregelte
Aufladung realisiert, wünscht man sich natürlich eine flexible Ladedruckregelung, die eine
freie Optimierung auch bei Teillast des Motors ermöglicht.
Wie bei Pkw schon üblich, erlaubt eine elektronische Kennfeldregelung auch ein Umblasen
der Turbine bei Teillast des Motors. Dazu wird in der elektronischen Dieselregelung (EDC)
ein Ladedruck-Sollkennfeld abgelegt. Als zusätzliches Bauteil wird ein Taktventil benötigt.
Der notwendige Mehraufwand ist also gering, wenn - wie im vorliegenden Fall - eine EDC
ohnehin vorhanden ist. Welches Potential sich dadurch für die 2- stufige geregelte Aufladung ergibt, sollen die folgenden Motorkennfelder veranschaulichen.
4.2 Teillast-Ergebnisse
Das Bild 8a zeigt zunächst das λ V - Kennfeld für den 1-stufig aufgeladenen Fall mit Serieneinspritzung. Aufgetragen sind die Linien konstanten Verbrennungsluftverhältnisses in Abhängigkeit vom effektiven Mitteldruck und der Motordrehzahl. Die Werte von λ V nehmen von
gelb nach rot ab, d.h. werden zunehmend kritischer. Diese Darstellung veranschaulicht, daß
mit dem Standardaufladesystem ein höherer Mitteldruck bei kleinen Motordrehzahlen nicht
erreichbar ist, da λ V sonst zu stark abfällt und nicht akzeptable Rauchwerte SZ verursacht.
Das Bild 8b zeigt im Vergleich dazu das λ V - Kennfeld des Motors mit 2-stufig geregelter
Aufladung. Der Ladedruck wurde für jeden Betriebspunkt verbrauchsoptimal gewählt. Die
roten, kritischen Bereiche sind hier - im Vergleich zur Standardaufladung - deutlich kleiner
7
und nach links oben verschoben, in diejenigen Mitteldruckbereiche, die bisher nicht erreichbar waren.
Bei einem effektiven Mitteldruck pme von 12.5 bar bei 800 min-1 steigt λ V von ca. 1.45 auf λ V
=1.9, d.h. der Luftüberschuß steigt um ∆ λ V = +25%. Selbst bei einer Mitteldrucksteigerung
auf pme=20.5 bar (∆ pme=+65% ) liegt bei dieser extrem niedrigen Motordrehzahl das Verbrennungsluftverhältnis mit λ V =1.7 noch deutlich über dem Ausgangswert. Mit der 2-stufigen geregelten Aufladung wird ein Wert von λ V =1.8 sehr schnell - gegenüber 1300 min-1
im Ausgangsfall - jetzt schon ab einer Vollastdrehzahl von 850 min-1 erreicht. Insgesamt zeigt
sich die deutlich verbesserte Luftversorgung mit der 2-stufigen geregelten Aufladung in dem
wichtigen Betriebsbereich kleiner Drehzahlen und hoher Mitteldrücke.
Bild 8a: λ V - Kennfeld bei 1- stufiger Serienaufladung
8
Bild 8b: λ V - Kennfeld bei 2- stufig geregelter Aufladung
Hohe λ V -Werte wirken sich positiv auf die Schwärzungszahl SZ aus. Das Bild 9a zeigt hierzu den Verlauf der Schwärzungszahl nach Bosch in Abhängigkeit von Motorlast und Drehzahl bei 1-stufiger Serienaufladung. Die höchsten Schwärzungszahlen treten dabei bei
niedrigen Motordrehzahlen und hohen Lasten auf. Die grünen Kennfeldbereiche sind relativ
unkritisch, hier liegen die Rauchzahlen bei unter SZ=0.4. Im roten Kennfeldbereich liegt SZ
über 1.0 und für den dunklen Kennfeldbereich ergibt sich ein Spitzenwert von SZ=2.0.
Mit der 2-stufigen geregelten Aufladung - Bild 9b - verschwinden die bisherigen Spitzenrauchwerte vollständig. Ab einer Drehzahl von etwa 800 min-1 liegen die Rauchzahlwerte
stets unter SZ=1.0. Im gesamten unteren Kennfeldbereich wird die Rauchzahl SZ mit der 2stufigen geregelten Aufladung im Mittel etwa halbiert. Im oberen Viertel des Drehzahlbands
liegen die Rauchzahlen dagegen ungefähr gleich niedrig, da hier das Verbrennungsluftverhältnis λ V keine großen Unterschiede mehr aufweist und bewirkt.
Auch in Verbindung mit einem späten Einspritzbeginn (grundsätzlich NOx - mindernd) erlaubt
die 2-stufige geregelte Aufladung insgesamt also eine deutliche Absenkung der Rauchzahl
SZ, womit üblicherweise eine Absenkung der Partikelemissionen einhergeht.
Da zur optimalen Anpassung an den Luftbedarf des Motors der Ladedruck mit der 2-stufigen
geregelten Aufladung in weiten Bereichen frei variiert werden kann, hat man auch die
Möglichkeit, dies im Hinblick auf die NOx- Emissionen zu tun. Damit verfügt die 2- stufige
geregelte Aufladung über ein zusätzliches Potential zur Absenkung der NOx- Emissionen.
Bild 9a: SZ - Kennfeld bei 1-stufiger Serienaufladung
9
Bild 9b: SZ - Kennfeld bei 2-stufig geregelter Aufladung
Bild 10a zeigt nun das Verbrauchskennfeld des Motors mit Serieneinspritzung und 1stufigem Aufladesystem. Aufgetragen ist der effektive Mitteldruck pme über der relativen
Motordrehzahl. 40% der relativen Motordrehzahl bedeuten hier 800 min-1, 100% die Nenndrehzahl von 2000 min-1. Eingetragen sind die Muscheln konstanten effektiven Kraftstoffverbrauchs be immer bezogen auf den Bestverbrauch auf der Vollastlinie (100%) und Linien
konstanter Motorleistung: 100 kW und 200 kW. Die Muschel mit dem geringsten dargestellten Verbrauch ist diejenige mit einem Wert von 101% bezogen auf den Bestverbrauch
bei Vollast. Die höchsten spezifischen Verbräuche ergeben sich mit der 180% - Muschel.
Das Bild 10b zeigt im Vergleich dazu das Verbrauchskennfeld des Motors mit der 2-stufigen
geregelten Aufladung. 40% der relativen Motordrehzahl bedeuten in diesem Fall eine Drehzahl von 720 min-1, 100 % die Nenndrehzahl von 1800 min-1. Gegenüber der Serienanwendung wurde der Einspritzbeginn zur Zünddruckbegrenzung pauschal um einige Grad
Kurbelwinkel nach spät verlegt, ohne Rücksicht auf Verbrauchsnachteile insbesondere bei
Teillast. Der Ladedruck wurde in jedem Be- triebspunkt verbrauchsoptimal gewählt. Eingetragen sind wieder die Linien konstanten effektiven Kraftstoffverbrauchs be und Linien
konstanter Motorleistung (zusätzlich: 300 kW).
Im Vergleich zur Serienanwendung verschwindet mit der 2-stufigen geregelten Aufladung die
180%-Verbrauchsmuschel vollständig. Der Hauptfahrbereich im Nutzfahrzeug liegt in einer
neuen 101%-Verbrauchsmuschel (wieder bezogen auf den Vollast-Bestverbrauch mit dem
Standard-Aufladesystem). In diesem Bereich beträgt die Verbrauchsverbesserung mit der 2stufigen geregelten Aufladung von 3K-Warner im Mittel etwa ∆ be = 6 bis 8 g/kWh.
Ein für die Praxis wichtiger Vergleichspunkt ist der Verbrauchswert bei einer konstanten
Leistung von 100 kW und etwa 70% der Motor-Nenndrehzahl: Der effektive spezifische Verbrauch be mit 1-stufiger Serienaufladung liegt bei ca. 108% bezogen auf den Vollast-Bestverbrauch. Mit der 2-stufigen geregelten Aufladung läßt sich der Kraftstoffverbrauch in
diesem Betriebspunkt auf 101% absenken. Der Verbrauchsvorteil beträgt hier ca. 7 %.
10
Abschließend sei erwähnt, daß der Vollast-Ladedruckverlauf mit der 2-stufigen geregelten
Aufladung (s. Bild 3) leicht erkennen läßt, daß nicht nur das Stationär-, sondern auch das
Instationärverhalten deutlich günstiger ist als mit 1-stufiger Aufladung.
Bild 10a: be - Kennfeld bei 1-stufiger Serienaufladung
Bild 10b: be - Kennfeld bei 2-stufig geregelter Aufladung
11
5.
Zusammenfassung
Die grundsätzlichen Entwicklungsziele zukünftiger aufgeladener Nutzfahrzeugmotoren
machen weiterentwickelte Aufladesysteme notwendig.
Die Auslegung eines solchen Aufladesystems im Hinblick auf die Nennleistung des Motors
einerseits und das Instationärverhalten und den Bereich des maximalen Drehmoments
andererseits führt zu einem Zielkonflikt. Für den Nennleistungspunkt benötigt man einen
relativ großen Abgasturbolader. Der Wunsch nach einem sehr hohen Ladedruck schon bei
geringen Motordrehzahlen bedeutet dagegen, daß die Turbine und der Verdichter deutlich
kleiner angepaßt werden müssen. Idealerweise bräuchte man also eine Kombination aus
beidem.
Zur Lösung dieses Zielkonflikts hat BorgWarner Turbo Systems die 2-stufige geregelte
Aufladung entwickelt. Sie entspricht einem solchen Idealaufbau und ermöglicht für jeden
Motorbetriebspunkt eine stufenlos variable Anpassung der Turbinen- und Verdichterseite.
Die erzielten Meßergebnisse an einem 12 l Nfz-Motor zeigen im Vergleich das große
Potential dieses neuen Aufladesystems. Anhand von Vollast- und Teillast-Ergebnissen wird
die Zielerfüllung ausführlich belegt. Auf Instationärvorteile gegenüber anderen
Aufladesystemen wurde hingewiesen.
Die wichtigsten Vorteile der 2-stufigen geregelten Aufladung sind:
• der ausgeprägte und hohe Drehmomentverlauf,
• die Anhebung der Nennleistung und zusätzlich
• die Absenkung der Nenndrehzahl,
• die Verbesserung des Ladedruckverlaufs,
• die Absenkung des Kraftstoffverbrauchs,
• die Absenkung der Schwärzungszahl,
• das Potential zur Senkung der NOx- Emissionen,
• die Verbesserung des Instationärverhaltens,
• die Verwendung von erprobten und serienreifen Komponenten mit hoher
Lebensdauer und Zuverlässigkeit.
Mit diesem neu entwickelten Aufladeverfahren bietet BorgWarner Turbo Systems dem
Motorenhersteller ein weiteres äußerst leistungsfähiges Aufladesystem für zukünftige NfzGenerationen, die höchste Anforderungen bezüglich Leistungsentfaltung, Verbrauchsverhalten und Umweltverträglichkeit erfüllen.
BorgWarner Turbo Systems bietet an mit interessierten Motorenherstellern PackageLösungen zu erarbeiten. Diese Lösungen beinhalten die Auswahl der entsprechenden
Turbolader und die optimierte Anordnung der Turbolader und Regelungsteile unter Einbeziehung des zur Verfügung stehenden Bauraumes.
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