Innovación en turbocompresores

Innovación continua en Tecnologías Turbo

Cummins, un líder mundial en ingeniería en tecnologías de turbocompresores, presentó recientemente seis artículos en IMechE en Londres. Una innovación continua demuestra la dedicación de Cummins en mejorar la durabilidad, eficiencia y fabricación de turbocompresores Holset.

Estas innovaciones más recientes se resumen a continuación, con enlaces a los artículos completos para descargar.

Desarrollo de un sello dinámico mejorado del turbocompresor: las tendencias del mercado indican que, en un futuro cercano, las condiciones de funcionamiento del turbocompresor serán un desafío para los sistemas de sellado lateral de compresores actuales. La necesidad de mejorar el sellado de los extremos del compresor es mayor que nunca. Esta inteligencia de mercado llevó a Cummins Turbo Technologies a desarrollar un sistema de sello robusto que satisface las demandas futuras de nuestros clientes. Los sistemas de sellos colectores/eslingas que se utilizan en la actualidad ofrecen muchos beneficios y el análisis de vanguardia nos ha ayudado a generar el siguiente nivel de comprensión necesario para generar un mayor rendimiento. Este informe brinda información sobre los requisitos del mercado y el enfoque para desarrollar un sello para satisfacer esta necesidad.
La optimización de la reintroducción del flujo de derivación de descarga para una mayor eficiencia de las etapas de la turbina identifica varios conocimientos de diseño clave que, cuando se combinaron, generaron un aumento del 6.5 por ciento en la eficiencia de la turbina abierta de descarga, lo que le ahorra al cliente un promedio de $300 al año. Debido a que una gran proporción de los turbocompresores modernos incorpora un sistema de descarga en su diseño, la investigación presenta una oportunidad para brindar beneficios significativos de eficiencia y emisiones para los OEM y los usuarios finales.
La aplicación de fabricación aditiva a turbomáquinas examina las ventajas y los desafíos asociados con el Sinterizado Selectivo por Láser (SLM, por sus siglas en inglés) en el contexto de la fabricación de ruedas de turbina. El artículo establece que la tecnología podría mejorar la eficiencia de los turbocompresores al desbloquear nuevos diseños de ruedas de turbina, mejorar la creación de prototipos a través de la reducción de los plazos y permitir fabricación en el sitio, siempre que se superen los desafíos metalúrgicos asociados con el procesamiento de superaleaciones con base de níquel.
El desarrollo de un sistema de rodamiento sin plomo resistente a la corrosión para aplicaciones de turbocompresores. Debido a su toxicidad, la legislación ambiental y los fabricantes de equipos originales restringen cada vez más el uso de plomo en los rodamientos. A través de pruebas y análisis exhaustivos de laboratorio basados en turbocompresores descritos en este artículo, Cummins ha evaluado la corrosión y el rendimiento tribiológico de una gama de materiales sin plomo para aplicaciones de turbocompresores. Los materiales de rodamientos de latón sin plomo proporcionaron el mejor rendimiento general, con un alto nivel de correlación observado entre las pruebas basadas en laboratorio y las basadas en turbocompresores.
La transferencia de calor conjugada estable y transitoria de un turbocompresor demuestra la aplicación de la dinámica de fluidos computacional para modelar un turbocompresor bajo condiciones no adiabáticas. Este enfoque de análisis permite, por lo tanto, predecir un mejor rendimiento en etapas para mejorar la compatibilidad turbocompresor-motor. Además, es posible predecir las temperaturas absolutas de los componentes bajo una gama de escenarios estables y transitorios que pueden usarse para respaldar técnicas de análisis adicionales para mejorar en última instancia las predicciones de vida útil.
Optimización de la estabilidad del sistema flotante del rodamiento del rotor del turbocompresor: una combinación de enfoques lineales y no lineales En un esfuerzo por desarrollar un método eficiente para mejorar la estabilidad del sistema suspendido del rodamiento del rotor, este artículo demuestra que el método de análisis de estabilidad tradicional lineal se puede utilizar como herramienta de análisis cualitativo que ahorra tiempo para ubicar la región óptima de diseño en el espacio paramétrico definido. La combinación de los enfoques lineales y no lineales descritos puede reducir significativamente el tiempo requerido y el costo experimental cuando se desarrollan sistemas flotantes del rodamiento del rotor de turbocompresores.
Rendimiento tribiológico de los materiales recubiertos y no recubiertos en ambientes de altas temperaturas utiliza un proceso de selección de materiales robustos para identificar recubrimientos adecuados con el potencial de entregar el rendimiento requerido de uso y fricción en una amplia gama de temperaturas, a un precio más bajo que los materiales no recubiertos de alto rendimiento. Aunque se necesitan más pruebas basadas en turbocompresores para validar los resultados de las pruebas basadas en laboratorio en la aplicación, este desarrollo tiene el potencial de asegurar una alta duración del producto a un costo reducido.