Indagine sperimentale delle prestazioni di una turbina di sovralimentazione in condizioni di flusso non stazionario
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Autore
Ballabio, Nicolò <2000>
Malerba, Dario <2000>
Data
2023-06-14Disponibile dal
2023-06-22Abstract
La campagna sperimentale trattata di seguito è stata effettuata presso il Laboratorio MCI
dell’Università di Genova – Dipartimento DIME in collaborazione con una nota azienda
attiva nel settore delle auto sportive. La presente trattazione si inserisce all’interno di un
ampio progetto, che si prefigge come obiettivo lo studio delle prestazioni e la definizione
delle curve caratteristiche di turbina di un gruppo di sovralimentazione per motore a
combustione interna, destinato ad applicazioni automotive.
È stato allestito un set-up sperimentale per permettere il flussaggio della turbina in
condizioni di flusso instazionario, tramite l’accoppiamento con una testa motore, installata
su un finto basamento, con geometrie del tutto uguali a quelle del motore reale. I collettori
di scarico sono direttamente collegati all’ingresso della turbina, mentre l’albero a camme
viene trascinato tramite pulegge e cinghia dentata da un motore elettrico.
La prima fase prevede la taratura dell’anemometro a film caldo in condizione di flusso
stazionario, a tre differenti temperature, inserendo all’interno della testa motore un asse
pieno che mantiene le valvole costantemente aperte.
Nella seconda fase, dedicata all’analisi prestazionale in condizione di flusso non stazionario,
si sostituisce l’asse pieno con uno a camme per simulare la reale apertura e chiusura delle
valvole di scarico; il motore a combustione interna (MCI) genera infatti un flusso unsteady,
con conseguenti onde di pressione e variazione delle curve caratteristiche di turbina. In
particolare, verranno definiti gli andamenti pseudoadimensionali di portata e rendimento in
funzione del rapporto di espansione static-to-static, per determinati regimi di rotazione del
turbogruppo e del motore. The experimental campaign described below was conducted at the ICE Laboratory of the
University of Genoa - Department of DIME in collaboration with a well-known company
operating in the sports car sector. This discussion is part of a larger project that aims to study
the performance and define the characteristic curves of a turbocharger turbine for internal
combustion engines, for automotive applications.
A specifically designed test bench was set up to allow the flow of the turbine under steady
flow conditions, through coupling with a cylinder head installed on a false block, with
geometries identical to those of a real engine. The exhaust manifolds are directly connected
to the turbine inlet, while the camshaft is driven by pulleys and a timing belt connected to
an electric motor.
The first phase involves the calibration of the hot-film anemometer under steady flow
conditions at three different temperatures, by inserting a solid shaft into the engine head to
keep the valves constantly open.
In the second phase, dedicated to the performance analysis under unsteady flow conditions,
the solid shaft is replaced with a camshaft to simulate the actual opening and closing of the
exhaust valves. The internal combustion engine (ICE) generates an unsteady flow, resulting
in pressure waves and variations in the turbine characteristic curves. In particular, the
Adimensional variations of flow rate and efficiency will be defined as a function of the static-to-static expansion ratio, for specific rotational speeds of the turbocharger and the engine.
Tipo
info:eu-repo/semantics/bachelorThesisCollezioni
- Laurea Triennale [1586]