2010-01-1231

Análise de um Motor SuperTurbo Reduzido Usando-se a Simulação CFD 1D

Escopo
VanDyne SuperTurbocharger (SuperTurbo) é um turbocharger com CVT (Continuously Variable Transmission, Transmissão variável contínua). Mudando a relação de marchas da CVT, o SuperTurbo é capaz de ganhar potência com o virabrequim para conseguir uma função de supercompressão ou funcionar como um turbocompressor em que se transfere energia da turbina para o virabrequim. A função supercharger SuperTurbo melhora a resposta temporária de um motor turbo reduzido, e a função de turbocompressor oferece a oportunidade de extrair a energia de escape disponível na turbina, em vez de dispersá-la.

Usando uma simulação em 1D, mostrou-se que um L4 de 2 litros poderia exceder a curva de torque de um V6 de 3,2 litros usando um SuperTurbo, além de alcançar a curva de torque de um V8 de 4,2 litros com um SuperTurbo e uma configuração de desvio para ar. Em cada caso, a eficiência da carga em meio ao uso do SuperTurbo foi maior do que com o motor padrão. Para a configuração de desvio, a eficiência de carga plena também foi maior. Também foi mostrado que a resposta temporária do sistema era semelhante à de um motor aspirado naturalmente (N/A), mesmo em baixa rotação. Reduzindo de um 3,2 litros, obteve-se uma economia de 17% de combustível, e de um 4,2 litros, 36% melhor em relação ao ciclo NEDC.

Quando implementado com um catalisador bem próximo e uma configuração de desvio de ar, em que parte do ganho de ar é desviada do motor e inserida no escapamento à frente da turbina. as temperaturas de escape foram refrigeradas a ar para que não seja necessário um combustível melhor. O resultado foi um motor a gasolina capaz de funcionar sob pressão de frenagem efetiva (BMEP) em baixas rotações e que, por conta da configuração de desvio especial, pode suportar cargas maiores com um único compressor. Uma configuração com desvio não seria possível sem a função supercharger do SuperTurbo.

Data da publicação: 12/04/2010
Comitê emissor: Christopher James Chadwell - Southwest Research Institute
Mark Walls - Southwest Research Institute

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