TD04(49477-02121A) – BMW N20B20A용 안티-노크 최적화 터보|압축기 출구 흐름 각도 조정 및 충전 온도 감소 전략

부품 번호 49477-02121A(OEM 대체 참조 번호 49477-02011)를 포함하는 TD04 터보차저는 단순한 공기 흐름 전달을 넘어서는 특정 열역학적 목적으로 설계되었습니다.압축기 토출 온도 최소화엔진의 노크 경향을 줄이기 위해. BMW N20B20A 엔진(다양한 BMW 모델에서 볼 수 있는 2.0L TwinPower Turbo)에 장착된 이 엔진은 10.0:1-터보차지 직접 분사 엔진에 비해 매우 높은 10.0:1의 높은 정적 압축비로 작동합니다.{15}} 2.2:1(17.6 PSI 부스트)의 압력비에서 이론적인 압축기 토출 온도는 145도입니다. 그러나 기존 압축기 기하학적 구조를 사용하면 공기역학적 손실로 인해 실제 온도가 158도에 도달할 수 있습니다. 압축기 출구 온도가 1도 감소할 때마다 엔진의 노크 제한 스파크 지연이 크랭크샤프트 회전의 약 0.15도만큼 감소하여 ECU가 연료 효율성 향상을 위해 최적의 점화 타이밍을 유지할 수 있습니다. TD04는 다음을 통해 이 문제를 해결합니다.백스윕 각도 감소압축기 휠에서-블레이드 트레일링 에지는 25도 백스윕으로 설정되어 있습니다(업계 표준은-28도). 이는 압축기의 단계당 압력 상승을 줄이면서도 공기역학적 손실도 12% 줄여줍니다. 그 결과 압축기 출구 온도는 2.2:1 PR에서 149도(표준 휠의 경우 158도)-9도 감소하여 ECU가 5,000RPM에서 1.3도 더 많은 점화 진행을 실행할 수 있으며, 이는 고부하 조건에서 연료 소비가 2% 향상된다는 의미입니다.{16}}

압축기 하우징의 특징은 다음과 같습니다.39mm 유도기52mm 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 158,000RPM에서 75%의 최고 효율을 달성하며-표준 휠의 78% 최고치보다 약간 낮지만 작동 범위 전반에 걸쳐 온도 상승 곡선이 더 평평합니다. 서지 마진은 32%로 N20의 Valvetronic 시스템의 공기 흐름 변화에 충분합니다.

터빈 하우징은 다음에서 주조됩니다.Ni-D5S에 저항하세요니켈 함량이 34%로,열 차단 코팅내부 표면에는 복사열의 15%를 배기 가스 흐름으로 다시 반사하는 -0.15mm 이트리아 층-안정화 지르코니아(YSZ)가 있습니다. 이 코팅은 두 가지 목적으로 사용됩니다. 터빈 작동을 위한 배기 펄스 에너지를 보존하고, 터빈 하우징에서 베어링 하우징으로 전도되는 열을 줄여 베어링 하우징 온도를 12도 낮춥니다. 하우징의 A/R 비율은 N20의 광범위한 토크 전달을 위해 선택된 0.52입니다.

터빈 휠은 다음으로 제조됩니다.인코넬 713LC극관성모멘트 0.0038kg·m²를 갖고 있으며,11블레이드 디자인1.5도 백스윕 각도. 휠의 상대적으로 낮은 관성(대형 터보의 0.0045kg·m²에 비해)으로 인해 TD04는 유휴 상태보다 단 180RPM 높은 1,580RPM-에서 부스트 임계값에 도달할 수 있습니다. 휠은 0.32g·mm의 잔여 불균형으로 G1.0 등급으로 균형을 이루고 있습니다.

압축기 휠은 단조품으로 CNC-가공되었습니다.7075-T6 알루미늄하드{0}}양극산화 코팅(두께 40μm)된 빌렛으로,6+6 분할 블레이드구성25도 백스윕 각도후미에서. 이렇게 감소된 백스윕은 다음과 같은 효과를 갖습니다.

슬립율(단당 압력상승) 4% 감소

공기역학적 손실(피부 마찰 + 2차 흐름) 12% 감소

2.2:1 PR에서 압축기 토출온도 9도 감소

최고 효율이 3% 포인트 감소했습니다(78%에서 75%로).

발생 손실 감소로 인해 작동 범위가 5% 확장되었습니다.

설계 결정은 최고 효율보다 온도 감소를 우선시합니다.-고의적인 절충-은 N20의 고압축 애플리케이션에 대한-계획입니다.

Q1: 백스윕 각도가 감소하면 압축기 효율이 78%에서 75%로 낮아집니다. 이것은 터보가 표준 휠보다 덜 "좋다"는 것을 의미합니까?
반드시 그런 것은 아닙니다.-효율성은 단지 하나의 측정항목일 뿐입니다. 표준 휠의 더 높은 효율은 배출 온도가 9도 더 높은 대가로 달성됩니다. N20의 높은-압축 엔진의 경우 온도가 낮을수록 점화 진행 속도가 1.3도 더 높아져 연비가 향상되고 옥탄가가 낮은 연료를 사용하는 경향이 줄어듭니다.- 이 특정 애플리케이션에서는 절충-할 가치가 있습니다.

Q2: 9도 온도 감소는 작게 들립니다. 운전에 눈에 띄는 차이가 있나요?
섀시 동력계에서 9도 감소는 5,000RPM-에서 점화 전진 1.3도를 의미하며 이는 최고 출력에서 ​​약 4~5HP이고 부분{7}}스로틀 연료 소비가 측정 가능하게 개선됩니다(약 2%). 그 차이는 시내 주행보다는 고부하, 고속-주행(예: 고속도로 추월)에서 가장 두드러집니다.

Q3: ECU의 온도 보상은 높은 주변 온도에서 부스트를 줄입니다. 부스트가 얼마나 손실되나요?
주변 온도가 35도일 때 ECU는 압축기 출구 온도가 155도를 초과하는 것을 방지하기 위해 부스트 목표를 0.03bar(1.4bar에서 1.37bar로) 줄입니다. 이는 운전자가 감지할 수 없는-부스트의 2% 감소이지만 노크를 방지하는 데 중요합니다. 주변 온도 20도에서는 감소가 적용되지 않습니다.

질문 4: 저는 93 옥탄 연료를 사용하고 있는데 노크 문제가 없습니다. 대신 원래의 28도 백스윕 휠을 사용하면 도움이 될까요?
93옥탄(또는 그 이상) 연료를 지속적으로 사용하는 경우 감소된 백스윕 휠을 통한 추가 점화 진행이 필요하지 않을 수도 있습니다. 원래의 28도 백스윕 휠은 78%의 최고 효율과 158도의 배출 온도를 제공합니다-. 이는 고급 연료에 허용됩니다. 그러나 감소된-백스위프 휠은 압축기의 작동 범위를 5% 확장하여 낮은 RPM에서의 주행성을 향상시킵니다. 3% 효율성 손실보다 이점이 더 크기 때문에 모든 N20 애플리케이션에 TD04를 권장합니다.

Q5: 설치에는 MAF 적응 재설정이 필요합니다. 이것을 건너뛸 수 있나요?
재설정을 건너뛰어도 즉각적인 손상이 발생하지는 않지만, ECU의 연료 트림은 고부하에서 약 2% 정도 꺼집니다. 장기-연료 트림(LTFT)은 50~100km 주행에 걸쳐 점진적으로 적응하지만 해당 적응 기간 동안 엔진이 약간의 주저함이나 약간의 희박 상태를 경험할 수 있습니다. ISTA/D를 사용하면 5분 정도 소요되는 재설정을 수행하는 것이 좋습니다.

Q6: 일반-레일 디젤 연결-이것은 어떤 관련이 있나요?
온도를 제어하기 위해 압축기 흐름 각도를 조정하는 개념은 디젤 터보차저 개발에서 파생되었습니다. 여기서는 높은 고도에서 작동하려면 터보 과속을 방지하기 위해 온도에 민감한 압축기 설계가 필요합니다.- 디젤 엔진은 또한 충전 온도(NOx 형성에 영향을 줌)에 민감하며, 동일한 흐름{3}}최적화 방법이 N20의 가솔린 ​​애플리케이션에 적용되어 노크 경향을 줄였습니다.-공기역학적 설계 원칙의 교차-기술 이전입니다.

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