Componenti del turbocompressore
Le tecnologie turbo di Cummins eccellono nello sviluppo dei componenti per turbocompressori e soddisfano i requisiti dei produttori di motori alla ricerca del modo per ridurre le emissioni pur mantenendo o migliorando il consumo di carburante, la potenza, la compattezza e l'affidabilità. La nostra vasta esperienza in progettazione e turbo è cresciuta dai nostri umili inizi come Holset.
Da più di 60 anni, i progettisti e gli ingegneri dei nostri componenti hanno metodologie innovative di progettazione. IL risultato per i clienti è un miglioramento del risparmio di carburante, la riduzione in generale dei costi operativi, turbocompressori ridimensionati e attuatori più intelligenti. I componenti di Cummins Turbo Technologies sono testati individualmente, come parte del sub-impianto del turbocompressore e nuovamente al livello completo di turbocompressore.
Le tecnologie dei componenti leader del settore includono:
- Giranti ricavati dal pieno (MFS) per alte temperature di sovralimentazione e applicazioni altamente cicliche.
- Coperture per compressori in ghisa per applicazioni ad alte temperature.
- Il compressore a mappa allargata (MWE) fornisce mappe più ampie rispetto alla concorrenza.
- Le wastegate della valvola di comando consentono il funzionamento della wastegate a una gamma più ampia di regimi e carichi del motore.
- La valvola rotativa e i sistemi integrati per i sistemi a due stadi lavorano insieme per un'efficienza turbo ottimale.
- Cuscinetti raffreddati ad acqua e alloggiamenti delle turbine per applicazioni a gas, marittime e ad alte temperature.
- Attuatori elettrici con feedback per una risposta rapida,massima precisione e autodiagnosi.
- Turbine assiali e radiali per turbine di potenza per soddisfare le esigenze di imballaggio e ottimizzare la tecnologia turbo-compound.
- Gli ugelli a geometria variabile consentono la gestione termica dei sistemi di post-trattamento dei gas di scarico, azionano il ricircolo dei gas di scarico (EGR), forniscono una spinta maggiore ai regimi più bassi della turbina, consentono il freno motore e aumentano le prestazioni del motore.
- I sistemi di sensori integrati e non intrusivi controllano la velocità, le prestazioni e l'usura, anche a basse velocità.
Cosa sono i cuscinetti turbo?
- I cuscinetti turbo sono componenti che mantengono l'efficienza e riducono le emissioni nei turbocompressori.
- Garantiscono che i turbocompressori funzionino in modo affidabile ed efficiente.
- Controllano la rotazione ad alta velocità delle turbine e delle ruote del compressore, riducendo al minimo l'attrito e l'usura.
Qual è il ruolo dei cuscinetti turbo nei motori a combustione interna (ICE)?
- Un turbocompressore ha due componenti principali: una turbina e un compressore.
- I gas di scarico azionano la turbina e il compressore spreme l'aria di aspirazione prima che entri nei cilindri del motore.
- I cuscinetti turbo controllano il movimento radiale e assiale delle ruote e minimizzano le perdite per attrito, garantendo il corretto funzionamento della turbina e del compressore.
- Ciò si verifica ad alte velocità con oli motore a bassa viscosità, elevato consumo di olio e temperature del gas superiori a 760 °C (1400 °F).
- Le odierne tecnologie dei cuscinetti turbo si dividono in due categorie principali: cuscinetti idrodinamici e cuscinetti volventi.
Ruolo dei cuscinetti turbo nelle macchine elettriche
- BEV e FCEV non utilizzano cuscinetti turbo come i veicoli ICE, ma le applicazioni specializzate possono comunque trarne vantaggio indiretto.
- Nelle turbomacchine a celle a combustibile a idrogeno, i cuscinetti a foglio d'aria oil-free sono preferiti per evitare il degrado delle celle a combustibile dovuto a perdite.
- Questi cuscinetti idrodinamici per ventilatori ad aria (AFB) utilizzano l'aria anziché l'olio.
- Questo li rende ideali per i FCEV formando un film d'aria flessibile che si adatta alla pressione interna.
Cuscinetti idrodinamici (cuscinetti a perno)
- Gli anelli flottanti o i cuscinetti a perno sono noti anche come cuscinetti idrodinamici.
- Sono la configurazione più utilizzata nei turbocompressori moderni.
- I cuscinetti ad anello flottante controllano il movimento radiale del rotore utilizzando due film d'olio nei diametri interno ed esterno.
- Lavorano con un cuscinetto di spinta a terra conico separato per controllare il movimento assiale.
- I turbocompressori più piccoli possono utilizzare diversi cuscinetti idrodinamici, come cuscinetti semi-flottanti a perno monopezzo o cuscinetti integrati, monopezzo, semi-flottanti con cuscinetti reggispinta sulle superfici terminali, per trasportare forze assiali.
Cuscinetti volventi
- Questi cuscinetti utilizzano una singola cartuccia con due file di cuscinetti a sfera a contatto obliquo in ceramica, che controllano il movimento del rotore radiale e assiale in un unico componente.
- Un ammortizzatore dell'olio tra il diametro esterno della cartuccia e l'alloggiamento del cuscinetto prolunga la durata dei cuscinetti e controlla la rumorosità riducendo le sollecitazioni dei componenti.
- Gli orifizi nella corsa esterna della cartuccia regolano l'olio pressurizzato per la lubrificazione.
Differenza tra elemento volvente e cuscinetti idrodinamici
- I cuscinetti volventi possono costare di più, ma offrono prestazioni migliori.
- Riducono la perdita di cuscinetti e offrono un migliore controllo sul movimento radiale e assiale.
- Questo aiuta a ridurre le distanze aerodinamiche e abbassare i livelli di movimento per aumentare l'efficienza aerodinamica dei turbocompressori.
- I cuscinetti a elementi volventi consentono di operare anche quando le pressioni di alimentazione dell'olio sono basse.
- Funzionano con pompe del motore di potenza inferiore, offrendo al contempo una maggiore efficienza del motore.
- I produttori possono scegliere il cuscinetto corretto considerando che l'efficienza del motore può compensare il costo iniziale più elevato del cuscinetto.