Componentes del turbo
Cummins Turbo Technologies se destaca en el desarrollo de componentes para turbocompresores que cumplen con los requisitos de los fabricantes de motores de diésel en busca de formas de reducir las emisiones a la vez que mantienen o mejoran el consumo de combustible, la densidad energética y la confiabilidad. Nuestra gran experiencia en ingeniería y turbocompresores ha crecido desde los humildes comienzos de Holset.
Durante más de 60 años, nuestros diseñadores e ingenieros de componentes han innovado sus metodologías de diseño. El resultado para el cliente es un consumo de combustible mejorado, una reducción en los costos operativos generales, turbocompresores de menor tamaño y actuadores más inteligentes. Los componentes de Cummins Turbo Technologies se prueban individualmente: primero como parte del subsistema de turbocompresores y, nuevamente, a nivel completo.
Las tecnologías de componentes líderes en la industria incluyen:
- Impulsores mecanizados en sólido (MFS) para altas temperaturas de sobrealimentación y aplicaciones altamente cíclicas.
- Cubiertas de compresores de hierro fundido para aplicaciones de alta temperatura.
- Ampliación del ancho de mapa del compresor (MWE) proporciona mapas más amplios en comparación con la competencia.
- Las válvulas de descarga permiten el funcionamiento de descarga con un rango más amplio de velocidades y cargas del motor.
- La válvula giratoria y los sistemas integrados para sistemas de dos fases trabajan juntos para una eficiencia óptima del turbo.
- Rodamientos refrigerados por agua y carcasas de turbina para aplicaciones de gas, marinas y de alta temperatura.
- Actuadores eléctricos con retroalimentación para reacción rápida, precisión y provisión de autodiagnóstico.
- Turbinas axiales y radiales para turbinas de potencia que se adaptan a los requisitos de embalaje y optimizan la tecnología turbocompuesta.
- Las boquillas de geometría variable permiten la gestión térmica del escape después de los sistemas de tratamiento, impulsan la recirculación de gases de escape (EGR), proporcionan una mayor sobrealimentación a velocidades de turbina más bajas, permiten el frenado del motor y aumentan el rango de rendimiento del motor.
- Los sistemas de sensores integrados no intrusivos controlan la velocidad, el rendimiento y el desgaste, incluso a velocidades bajas.
¿Qué son los rodamientos turbo?
- Los rodamientos turbo son componentes que mantienen la eficiencia y reducen las emisiones en los turbocompresores.
- Garantizan que los turbocompresores funcionen de manera confiable y eficiente.
- Controlan la rotación a alta velocidad de las ruedas de la turbina y el compresor a la vez que minimizan la fricción y el desgaste.
¿Cuál es el papel de los rodamientos turbo en los motores de combustión interna (ICE)?
- Un turbocompresor tiene dos componentes principales: una turbina y un compresor.
- Los gases de escape impulsan la turbina y el compresor exprime el aire entrante antes de que ingrese a los cilindros del motor.
- Los rodamientos turbo controlan el movimiento radial y axial de las ruedas y minimizan las pérdidas por fricción, asegurando que la turbina y el compresor funcionen correctamente.
- Esto ocurre a altas velocidades con aceites de motor de baja viscosidad, alto suministro de aceite y temperaturas del gas superiores a 760 °C (1400 °F).
- Las tecnologías actuales de rodamientos turbo se dividen en dos categorías principales: rodamientos hidrodinámicos y rodamientos de elementos rodantes.
Papel de los rodamientos turbo en las máquinas eléctricas
- Los BEV y FCEV no usan rodamientos turbo como los vehículos ICE, pero las aplicaciones especializadas aún pueden beneficiarse indirectamente de ellos.
- En las turbomáquinas con pilas de combustible de hidrógeno, se prefieren los cojinetes de lámina de aire exentos de aceite para evitar la degradación de la pila de combustible por fugas.
- Estos rodamientos hidrodinámicos para ventiladores de aire (AFB) utilizan aire en lugar de aceite.
- Esto los hace ideales para los FCEV al formar una película de aire flexible que se adapta a la presión interna.
Rodamientos hidrodinámicos (rodamientos de guía):
- Los rodamientos de anillos flotantes o rodamientos lisos también se conocen como rodamientos hidrodinámicos.
- Son la configuración más utilizada en los turbocompresores modernos.
- Los rodamientos de anillo flotantes controlan el movimiento radial del rotor utilizando dos películas de aceite en los diámetros interior y exterior.
- Trabajan con un cojinete de empuje de tierra cónico separado para controlar el movimiento axial.
- Los turbocompresores más pequeños pueden usar diferentes rodamientos hidrodinámicos, como rodamientos semiflotantes de una sola pieza o rodamientos integrados, de una sola pieza, semiflotantes con almohadillas de empuje en las superficies finales, para transportar fuerzas axiales.
Rodamientos de elementos rodantes:
- Estos rodamientos utilizan un solo cartucho con dos filas de rodamientos de bolas de contacto angular cerámicos, que controlan el movimiento del rotor radial y axial en un solo conjunto.
- Un amortiguador de aceite entre el diámetro exterior del cartucho y la carcasa del rodamiento prolonga la vida útil del rodamiento y controla el ruido al reducir la tensión de los componentes.
- Los orificios en la carrera exterior del cartucho regulan el aceite presurizado para la lubricación.
Diferencia entre el elemento rodante y los rodamientos hidrodinámicos:
- Los rodamientos de elementos rodantes pueden costar más pero ofrecen un rendimiento mejorado.
- Reducen la pérdida del rodamiento y proporcionan un mejor control sobre el movimiento radial y axial.
- Esto ayuda a reducir las holguras aerodinámicas y disminuir los niveles de movimiento para aumentar la eficiencia aerodinámica de los turbocompresores.
- Los rodamientos de elementos rodantes también permiten operaciones cuando las presiones de suministro de aceite son bajas.
- Funcionan con bombas de motor de potencia más pequeñas, a la vez que ofrecen una mayor eficiencia del motor.
- Los fabricantes pueden elegir el rodamiento correcto teniendo en cuenta que la eficiencia del motor puede compensar el mayor costo inicial del rodamiento.