Multivan2.0T(06J145722D) – 다중-연료 열-Audi A4 Quattro용 피로 터보|E85 및 TSI 호환성을 위한 크리프-피로 상호 작용 모델링

부품 번호 06J145722D(OEM 교차-참조 번호 06L145722G)로 지정된 Multivan2.0T 터보차저는 기존 터보가 결코 처리할 수 없도록 설계되지 않은 연료-유연한 환경을 위해 설계되었습니다. 2.0 FLEX/T 엔진(EA888 Gen3, TSI/TFSI 제품군)이 장착된 Audi A4 Quattro에 장착된 이 장치는 RON95 가솔린(배기 가스 온도: 820도)에서 E85 에탄올(860도), CNG(720도) 범위의 연료 스펙트럼에서 작동해야 합니다. 각 연료는 최고 온도뿐 아니라 열 순환 빈도에서도 뚜렷이 다른 열부하 프로필을 생성합니다. E85의 높은 산소 함량은 연소를 가속화하여 더 급격한 온도 스파이크를 생성합니다(휘발유의 경우 80ms에 150도 상승하는 것과 비교하여 50ms에 200도 상승). Multivan2.0T는 이를 다음을 통해 해결합니다.개선된 크리프-피로 상호 작용 모델을 갖춘 터빈 하우징 합금-주물은 0.6% 니오븀이 첨가된 G-NiSiCr 45-35 합금을 사용합니다. 이는 결정립 경계를 고정하고 다중 연료 작동의 교번 열 응력 하에서 미세-공극의 유착을 늦춥니다.

압축기 하우징의 특징은 다음과 같습니다.38mm 유도기51mm 배출기를 사용하여 1.5:1~2.5:1 사이의 압력 비율에서 0.08~0.22kg/s의 질량 유량 범위를 제공합니다. 압축기 맵은 2.0:1 PR 및 165,000RPM에서 76%의 최고 효율을 달성하며, 섬은 2.0 FLEX/T 엔진의 가변 연료 적응의 일반적인 넓은 RPM 대역(1,800~5,500)을 포괄합니다. 서지 마진은 34%로 확대됩니다.원뿔형 입구 프로파일엔진이 E85의 더 높은 기화 잠열로 작동할 때 발생하는 더 높은 흡입 공기 온도(최대 65도)에 최적화된 유도기에서 들어오는 공기를 마하 0.80으로 가속합니다.{1}}

터빈 하우징은독점 G-NiSiCr 45-35 합금니켈 45%, 크롬 35%, 니오븀 0.6% 첨가. 니오븀을 첨가하면 탄화물 분포(ASTM 입자 크기 4에서 입자 크기 6까지)가 개선되어 E85 작업 중에 도달한 최고 온도인 850도-에서 크리프 파단 강도가 22% 증가합니다. 더욱 중요한 것은 합금의크리프-피로 상호작용100도에서 850도까지 2,000회의 열 주기를 통해 특성화되었으며, 이는 혼합 연료 작동 시 터보의 예상 수명을 나타냅니다.{4}} 하우징의 벽 두께는 열 관성을 줄이고 터보가 연료 전환 중에 더 빠르게 평형에 도달할 수 있도록 기존 하우징보다 균일하게 4.5mm-2mm 더 얇습니다. 그러나 합금의 향상된 크리프 저항은 감소된 두께를 보상합니다.

터빈 휠은 다음과 같은 재료로 제조됩니다.3월-M-247 초합금10% 코발트, 6% 텅스텐, 5% 탄탈륨을 함유하고 있으며 880도에서 탁월한 크리프 저항을 제공합니다(지속적인 전체 부하에서 E85의 최고 EGT). 휠의 특징은10블레이드 디자인0.0032kg·m²의 극 관성 모멘트를 사용하여-이전 변형보다 12% 감소하여 CNG와 같은 저에너지 연료의 스풀을-개선합니다.- 블레이드 수가 줄어들면 펄스-트레인 진폭이 8% 증가하여 가솔린에 비해 CNG의 15% 낮은 배기 에너지가 보상됩니다. 휠은 0.30g·mm의 잔여 불균형으로 G1.0 등급으로 균형을 이루고 있습니다.

압축기 휠은 단조품으로 가공됩니다.7075-T6 알루미늄2단계 양극 산화 코팅(총 두께 45μm)이 포함된 빌렛.가변-피치-에서 영감을 받은 기하학-블레이드 각도는 허브의 28도에서 슈라우드의 32도까지 다양하며 E85의 더 높은 증발 냉각(흡기 공기 온도는 휘발유 작동보다 15도 낮음)으로 인해 다양한 공기 밀도에 적응하는 점진적인 압축 프로필을 생성합니다. 이러한 점진적인 압축은 휘발유(밀도 1.18kg/m3)에서 E85(밀도 1.22kg/m3)로 전환할 때 압축기의 오프{6}}설계 효율을 4% 향상시킵니다.

Q1: 터보는 E85 등급이지만 에탄올은 수분을 흡수합니다. 이것이 터보의 내부 구성 요소에 영향을 줍니까?
에탄올의 흡습성은 주로 터보차저가 아닌 연료 시스템에 영향을 미칩니다. 터보는 액체 에탄올에 노출되지 않습니다.-수증기 함량이 더 높은(가솔린의 경우 12% 대. 8%) 에탄올 연소로 인한 배기 가스에만 노출됩니다. 터빈 하우징에 니오븀을 첨가하면 약간 더 부식성이 있는 배기 환경에 대한 저항력이 향상됩니다. 압축기 휠의 양극 산화 코팅은 흡입 공기의 습도가 더 높은 것으로 평가되었습니다.

Q2: 엔진은 EGT가 860도인 E85에서 작동합니다. 이것이 터보의 작동 한계 내에 있습니까?
예-MAR-M-247 터빈 휠은 연속 입구 온도 880도 등급으로 E85의 피크 EGT에서 20도의 안전 여유를 제공합니다. G-NiSiCr 하우징은 860도에서 5,000시간의 크리프 파열 수명을 가지며, 이는 다중 연료 작동 시 터보의 예상 사용 수명인 3,500시간을 초과합니다.

Q3: E85를 가끔 타는데, 대부분 휘발유를 사용합니다. 연료 전환 중에 터보에 조정이 필요합니까?
아니요, -ECU의 연료-적응형 부스트 맵은 에탄올 센서 판독값을 기반으로 적절한 웨이스트게이트 듀티 사이클 테이블을 자동으로 선택합니다.{2}} 터보의 기계적 설계는 모든 연료 유형에 대해 동일합니다. 유일한 조정은 ECU 소프트웨어에 있습니다.

Q4: CNG 운영에서는 휘발유보다 훨씬 낮은 720도 EGT를 생산합니다. 이것이 부스트 응답에 영향을 줍니까?
CNG의 하부 EGT는 배기 펄스 에너지를 약 15% 감소시킵니다. Multivan2.0T의 더 가벼운 터빈 휠(표준 장치의 경우 0.0032kg·m², 0.0036kg·m²)은 이러한 감소를 보상하여 CNG의 경우 1,720RPM, 가솔린의 경우 1,600RPM의 부스트 임계값을 달성합니다-단 120RPM 차이입니다.

Q5: 오일 바이패스 밸브는 오일 온도를 110도로 유지합니다. 엔진이 낮은 EGT에서 CNG로 작동할 때 오일 코킹이 발생합니까?
밸브의 설정점은 연료 유형에 관계없이 110도입니다. CNG 작동 중에 터보의 낮은 EGT로 인해 베어링 하우징 온도가 낮아지므로(가솔린의 경우 155도 대 가솔린의 경우 180도) 오일 온도가 때때로 105도까지 떨어질 수 있습니다.-여전히 5W-30 및 0W-20 오일의 허용 범위 내에 있습니다. 115도 이하에서는 코킹이 발생하지 않습니다.

Q6: 커먼-레일 디젤 연결: 이 터보는 디젤 연료 시스템과 어떤 관련이 있습니까?
이 터보의 ECU 제어 알고리즘에 사용된 연료{0}}적응 매핑 개념은 연료 품질 변화(세탄가)에 따라 다양한 분사 시기와 압력 맵이 필요한 커먼레일 디젤 보정 전략에서 채택되었습니다. 연료 특성을 감지하고 적절한 보정을 선택하는-동일한 "테이블{3}}전환" 방법론-이 이 가솔린 터보의 부스트 제어 논리에 적용되었습니다.

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