현대 2.0T(28231-2G430) – Theta II용 LP‑EGR 호환 터보|희석된 전하 반응 및 흐름 속도 매칭을 위한 노즐 각도 최적화

부품 번호 28231-2G430(OEM 상호{5}}참조 번호 90126-01110)으로 지정된 현대 2.0T 터보차저는 현대의 배출 관련 성능 과제인 저압 배기 가스 재순환(LP-EGR) 시스템의 통합을 해결하도록 설계되었습니다. 기아 옵티마와 현대 쏘나타의 2.0L 세타 II GDI 엔진(1998cc, I4 DOHC)에 장착된 이 장치는 터빈 하류에서 흡입되어 압축기 상류로 유입되는 재순환 배기가스로 구성된 흡입량의 최대 18%로 작동해야 합니다. 이 재순환된 가스는 신선한 공기보다 산소 함량이 낮고 온도가 40도 더 높아 흡기 충전물의 열역학적 특성을 변화시킵니다. 압축기는 입구 온도가 더 높고(대기 온도 대. 25 대기 온도가 60도) 산소 비율이 낮아서 동일한 샤프트 속도에서 압축기의 유효 압력 비율이 6% 감소합니다. 현대 2.0T는 이를 해결합니다.압축기 입구 속도 일치-유도기 형상은 슈라우드보다 허브에서 블레이드 각도가 1.5도 더 얕아 밀도가 낮고{1}}온도가 높은- 흐름을 수용하도록 최적화되어 6% 밀도 감소를 보상하는 점진적인 압축을 생성합니다. 또한 터빈 노즐 링에는 다음과 같은 특징이 있습니다.2도 더 가파른 베인 각도(비EGR 변형의 경우 22도 대. 20도) 저에너지 EGR 희석 배기 흐름을 가속화하여 필요한 터빈 입구 속도 180m/s를 유지합니다.

압축기 하우징의 특징은 다음과 같습니다.38mm 유도기52mm 배출기를 사용하여 1.6:1~2.4:1 사이의 압력 비율에서 0.09~0.21kg/s의 질량 유량 범위를 제공합니다. 압축기 맵은 2.0:1 PR 및 155,000RPM에서 75%의 최고 효율을 달성합니다.{12}}최고 효율은 비EGR 변형보다 약간 낮은 압력 비율에서 발생하며, 이는 Theta II의 EGR 활성 작동 영역(2,000~3,500RPM)과 일치하도록 의도되었습니다. 서지 마진은 34%로 확대됩니다.EGR 호환 포팅 슈라우드6개의 재순환 슬롯이 있어 서지 현상 없이 40도 더 높은 입구 온도를 처리하도록 설계되었습니다.

터빈 하우징은 다음에서 주조됩니다.Ni-Resist D5S36% 니켈 함량-으로 표준 하우징보다 4% 증가하여 재순환 배기 가스(더 높은 농도의 응축 탄화수소 포함)의 약간 부식성을 방지합니다. 볼류트의 특징은 다음과 같습니다.등속 확장 프로파일하류의 EGR 추출로 인해 배기 질량 흐름이 5% 감소하더라도 터빈 입구 속도(180m/s)를 유지하기 위해 A/R 비율이 0.54로 선택되었습니다. 하우징의 열 질량은 2.6kg으로 희석된 배기 흐름에 적절한 열 유지 기능을 제공합니다.

터빈 휠은 다음으로 제조됩니다.인코넬 713LC0.0045kg·m²의 극관성모멘트를 가지며,11블레이드 디자인1.8도 백스윕 각도. 중요한 특징은노즐 링 베인 각도 일치: 베인은 22도로 설정되어(표준 20도보다 가파르게) 터빈 휠에 들어가는 배기 가스의 축 속도 구성 요소가 8% 증가합니다. 이는 EGR 희석 배기가스의 6% 낮은 펄스 에너지를 보상하여 터빈 휠의 유효 토크를 비EGR 수준으로 복원합니다. 휠은 0.32g·mm의 잔여 불균형으로 G1.0 등급으로 균형을 이루고 있습니다.

압축기 휠은 단조품으로 CNC 가공되었습니다.7075‑T6 알루미늄경질 아노다이징 코팅(두께 40μm)된 빌렛으로,6+6 분할 블레이드구성프로그레시브 블레이드 각도허브에서 -28도, 중간 스팬에서 30도, 슈라우드에서 32도입니다. 이 점진적인 각도는 EGR 희석 흡기 충전물의 낮은 밀도에 적응하는 압축 프로필을 생성하여 휠의 처음 30%에 있는 가스를 효과적으로 "사전 압축"하여 밀도 부족을 보상함으로써 최종 압력 비율이 엔진의 목표를 충족하도록 보장합니다.

Q1: Theta II 엔진에는 흡기 밸브에 탄소가 축적되는 알려진 문제가 있습니다. LP‑EGR 시스템이 이에 영향을 줍니까?
LP‑EGR(터빈 다운스트림)은 흡기 밸브에 탄소를 유입하지 않습니다. 이는 압축기의 상류로 유입되어 인터쿨러와 흡기 매니폴드를 통과합니다. Theta II GDI 엔진의 탄소 축적 문제는 주로 EGR이 아닌 PCV 시스템과 밸브 오버랩에서 발생합니다. 터보는 이것의 요소가 아닙니다.

Q2: 압축기에는 점진적인 블레이드 각도가 있습니다. 삭제 키트로 EGR 시스템을 비활성화하면 어떻게 되나요?
EGR이 비활성화되면 흡기 충전량이 주변 밀도로 돌아가고 압축 프로필이 더 이상 밀도 보상되지 않기 때문에 진행 각도로 인해 압축기가 약간 낮은 효율(75% 대신 73%)로 작동하게 됩니다. 응답속도는 약간 향상되지만 터보는 손상되지 않습니다.

Q3: 터빈 하우징의 니켈 함량은 표준보다 36%- 높습니다. 이렇게 하면 교체 비용이 더 많이 들까요?
니켈 함량이 높을수록 재료비가 약 15% 추가되지만 부식성 EGR 응축수에 대한 하우징의 저항성이 크게 향상됩니다. 하우징은 40,000km 내에서 표준 D5S 하우징(800도 등급)을 깨뜨릴 수 있는 EGR-조건으로 820도까지 검증되었습니다.

Q4: EGR 흐름 보상은-과도한 가속 중 터보의 반응에 영향을 줍니까?
보상 알고리즘은 EGR 밸브가 닫힐 때(가속 중) 50ms 피드 포워드 기간을 추가하여 웨이스트게이트 듀티 사이클을 줄여 부스트를 빠르게 구축합니다. 이는 ECU가 흐름 변화에 반응하기보다는 흐름 변화를 예측하기 때문에 실제로 비보상 시스템에 비해 과도 응답을 5% 향상시킵니다.

Q5: 내 차량에는 2.0T가 아닌 2.4L Theta II 엔진이 있습니다. 이 터보가 맞을까요?
아니요-2.4L 엔진은 다른 배기 매니폴드 플랜지 패턴을 사용합니다. 2.0T 및 2.4L Theta II 엔진은 동일한 실린더 블록을 공유하지만 배기 포트 구성이 다르기 때문에 특정 터빈 하우징이 필요합니다. 우리는 2.4L 애플리케이션을 위한 별도의 변형(28231-2G450)을 제공합니다.

Q6: 커먼레일 디젤 연결-이것이 가솔린 GDI 엔진과 어떤 관련이 있나요?
압축기의 점진적인 블레이드 각도 설계는 일부 디젤 터보차저에 사용되는 가변 형상 압축기 베인에서 채택되었습니다. 가변적인 흡입 밀도를 수용하기 위해 변화하는 블레이드 각도를 사용하는 개념은 흡입 밀도가 고도와 EGR 비율에 따라 변하는 디젤 터보차저 기술에서 파생되었습니다. 이 응용 분야에서는 동일한 공기 역학적 원리가 확장되어 고정 형상 압축기 휠에 적용되었습니다.

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