Entwicklung eines 2-stufigen Turboaufladesystems für schwere Nutzfahrzeugmotoren mit Hilfe digitaler Auslegungsmethodiken

Forschungsberichte aus dem Institut für Kolbenmaschinen, Bd. 9/2024

Alexander Moritz Kaniut

ISBN 978-3-8325-5852-9
199 pages, year of publication: 2024
price: 77.00 €
Entwicklung eines 2-stufigen Turboaufladesystems für schwere Nutzfahrzeugmotoren mit Hilfe digitaler Auslegungsmethodiken, Reihe: Forschungsberichte aus dem Institut für Kolbenmaschinen, Bd. 09/2024

Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein zweistufiges Aufladesystem für schwere Lkw-Motoren entwickelt mit dem Ziel, den Kraftstoffverbrauch zu senken. Dadurch wurde ersichtlich, welche Größen einen Einfluss auf den Gesamtaufladewirkungsgrad des Systems besitzen. Es zeigte sich, dass die signifikanten Größen die relative Druckaufteilung, das Gesamtdruckverhältnis, die Zwischenkühleraustrittstemperatur und die Komponentenwirkungsgrade der Stufen sind. Für die Auslegung des zweistufigen Systems kamen parametrisierte Turboladermodelle zum Einsatz, welche in einem algorithmusbasierten Auslegungsprozess eingebunden waren.

Das System wurde anschließend am einem Vollmotorenprüfstand getestet. Um den Kraftstoffverbrauch des Motors zu minimieren, wurde die zweistufige Aufladung zudem in Kombination mit einer das Einlassventil spät schließenden Nockenwelle ausgestattet und unter Downspeeding betrieben. Die Ergebnisse zeigten einen signifikanten Kraftstoffverbrauchsvorteil gegenüber einstufigen Turboladersystemen und lieferten zudem neue Erkenntnisse für die Auslegung zweistufiger Turboaufladesysteme.