TENTO PROJEKT JE SPOLUFINANCOVÁN EVROPSKÝM SOCIÁLNÍM FONDEM A STÁTNÍM ROZPOČTEM ČESKÉ REPUBLIKY

Transkript

1 Školení GT-Power: turbodmychadla Oldřich VÍTEK, Miloš POLÁŠEK Ústav vozidel FS, ČVUT v Praze FONDEM A STÁTNÍM ROZPOČTEM ČESKÉ REPUBLIKY

2 Osnova hteorie hzpůsob modelování TD v GT-Power hnežádoucí stavy ( mimo mapu) hvytváření charakteristik (soubor XLS) hpřiřazení kompresoru turbíně hřízení TD (d WG, RACK => PID regulátor) 2

3 Teorie Mapy kompresor/turbína hzákon zachování momentu hybnosti 3

4 Teorie Náhrada mapy kompresoru 4

5 Teorie Náhrada mapy kompresoru 5

6 Teorie Náhrada mapy kompresoru 6

7 Teorie Definice rychlostního poměru BSR Norm. BSR BSR [1] 7

8 Teorie Výkonová rovnováha turbodmychadla hisoentropická rychlost turbíny hpříkon kompresoru 8

9 Způsob modelování TD v GT-Power 0-D přístup: charakteristiky hkompresor/turbína je modelována jako potrubní element s vlastnostmi, které jsou definovány pomocí 2-rozměrných statických charakteristik hprůtok a isoentropická účinnost definovány jako funkce otáček a stlačení 9

10 Způsob modelování TD v GT-Power kompresor Ucpání kompresoru Pumpovní mez Pracovní body kompresoru 10

11 Způsob modelování TD v GT-Power kompresor Pracovní body kompresoru 11

12 Způsob modelování TD v GT-Power turbína Pracovní body turbíny 12

13 Způsob modelování TD v GT-Power turbína Pracovní body turbíny 13

14 Nežádoucí stavy hpumpování kompresoru => nutno zamezit (nebezpečí zničení stroje v reálném provozu; simulace v této oblasti nemají smysl => složitý proces doprovázený obrácením toku proudu) hpřetočení kompresoru => rozšíření charakteristiky hpřetočení turbíny => rozšíření charakteristiky 14

15 Nežádoucí stavy rozšíření charakteristiky kompresoru 15

16 Nežádoucí stavy rozšíření charakteristiky kompresoru Doplnění další otáčkovéčáry Velmi nízká účinnost 16

17 Nežádoucí stavy rozšíření charakteristiky turbíny Rozšíření char. 17

18 Vytváření charakteristik turbíny hvytvořen program v MS Excel (XLS) pro odhad char. turbíny z měření v autoběhu hvstupy: hltnostní čára, ref. rozměr turbíny, odhad bezrozměrných závislostí na expanzním poměru (optimum účinnosti a tomu odpovídající rychlostní poměr) a rychlostním poměru hpozn.: je třeba zadat bod s tlak. poměrem 2!!! (pro některé další pomocné výpočty) 18

19 Vytváření charakteristik kompresoru hvytvořen program v MS Excel (XLS) pro odhad char. celé rodiny kompresorů (liší se průtokem) hvstupy: odhad vlastností kompresoru (geom. rozměr, max. účinnost, max. otáček) 19

20 Vytváření char. kompresoru Náhrada celé rodiny kompresorů Surge limit Choking limit Working area 20

21 Vytváření char. kompresoru Náhrada celé rodiny kompresorů Working area Tuned by b 2k parameter 21

22 Přiřazení kompresoru k turbíně Zkouška na uzavřeném stavu hpro VGT turbínu -> použít takovou hodnotu parametru RACK při které má turbína největší účinnost 22

23 Přiřazení kompresoru k turbíně Vliv velikosti kompresoru 23

24 Přiřazení kompresoru k turbíně Vliv velikosti kompresoru 24

25 Přiřazení kompresoru k turbíně Okamžité pracovní body turbíny: n=2000 1/min 25

26 Přiřazení kompresoru k turbíně Okamžité pracovní body turbíny: n=3500 1/min 26

27 Results: Turbine Inst. Op. Points Engine Full Load, 2500rpm 27

28 Results: Turbine Inst. Op. Points Engine Full Load, 3000rpm 28

29 Results: Turbine Inst. Op. Points Engine Full Load, 4000rpm 29

30 Results: Turbine Inst. Op. Points Highway Driving: 4 th gear, 2104rpm, 90km/h 30

31 Příklad výsledků Vliv tlakových ztrát v potrubních systémech T T1 =900K η TCh =50% Sací potrubí: tlaková ztráta (turbulentní proudění) 10kPa při nominálním výkonu Výfukové potrubí: tlaková ztráta (laminární proudění) 30kPa při nominálním výkonu 31

32 Řízení turbodmychadel hpožadovaný plnicí tlak hzabránit přetočení TD hřízení RACK/WasteGate pro optimální spotřebu/max. akceleraci hnejjednodušší (a poměrně spolehlivý) postup je použití PID regulátorů (pozor na znaménko konstant!) 32

33 Řízení turbodmychadel hvhodná volba konstant (viz manuál GT-Power) hkontrola funkce PID regulátoru (SignalMonitor) hpřidat do kritérii konvergence řízenou veličinu hfiltrace pulsujících veličin hlogika pro manuální řízení hpříklad: DIESEL6C 33