Turboladerentwicklung für Offroad ... · Miller Prozess - vorzeitiges Schließen des...
Transcript of Turboladerentwicklung für Offroad ... · Miller Prozess - vorzeitiges Schließen des...
![Page 1: Turboladerentwicklung für Offroad ... · Miller Prozess - vorzeitiges Schließen des Eingangsventils - Erhöhter Druck vor Motor durch Turboaufladung - Zunächst Entspannung im geschlossenen](https://reader030.fdocuments.us/reader030/viewer/2022041205/5d56102388c993646f8b53b9/html5/thumbnails/1.jpg)
1 < > MAN Diesel & Turbo T. Winter / EEVVA Festkolloquium BTU Cotbus - Senftenbergon 28.01.2016
– Herausforderungen und Perspektiven«
Turboladerentwicklung für Offroad-
Dieselmotorenanwendungen –
Herausforderungen und Perspektiven
Thomas Winter, MAN Diesel & Turbo SE,
Head of Validation Assessment Turbocharger Engineering
Festkolloquium der BTU Cottbus- Senftenberg, 2016
![Page 2: Turboladerentwicklung für Offroad ... · Miller Prozess - vorzeitiges Schließen des Eingangsventils - Erhöhter Druck vor Motor durch Turboaufladung - Zunächst Entspannung im geschlossenen](https://reader030.fdocuments.us/reader030/viewer/2022041205/5d56102388c993646f8b53b9/html5/thumbnails/2.jpg)
2 < > MAN Diesel & Turbo T. Winter / EEVVA Festkolloquium BTU Cotbus - Senftenbergon 28.01.2016
Inhaltsübersicht
1 MAN Diesel & Turbo auf einen Blick
2 Engines & Marine Systems – Produkte und Anwendungen
3 Herausforderungen für die Zukunft
4 Konsequenzen / Umsetzung für die Turboaufladung
![Page 3: Turboladerentwicklung für Offroad ... · Miller Prozess - vorzeitiges Schließen des Eingangsventils - Erhöhter Druck vor Motor durch Turboaufladung - Zunächst Entspannung im geschlossenen](https://reader030.fdocuments.us/reader030/viewer/2022041205/5d56102388c993646f8b53b9/html5/thumbnails/3.jpg)
3 < > MAN Diesel & Turbo T. Winter / EEVVA Festkolloquium BTU Cotbus - Senftenbergon 28.01.2016
Inhaltsübersicht
1 MAN Diesel & Turbo auf einen Blick
2 Engines & Marine Systems – Produkte und Anwendungen
3 Herausforderungen für die Zukunft
4 Konsequenzen / Umsetzung für die Turboaufladung
![Page 4: Turboladerentwicklung für Offroad ... · Miller Prozess - vorzeitiges Schließen des Eingangsventils - Erhöhter Druck vor Motor durch Turboaufladung - Zunächst Entspannung im geschlossenen](https://reader030.fdocuments.us/reader030/viewer/2022041205/5d56102388c993646f8b53b9/html5/thumbnails/4.jpg)
4 < > MAN Diesel & Turbo T. Winter / EEVVA Festkolloquium BTU Cotbus - Senftenbergon 28.01.2016
Umsatz‘14:
€ 0,5 Mrd
Power Engineering Geschäfts-
bereiche
Divisionen
Commercial Vehicles
MAN
Truck & Bus
Umsatz ‘14: € 8,4 Mrd
MAN
Latin America
Umsatz ‘14: € 2,3 Mrd
Die MAN Gruppe in 2014: €14,3 Mrd Umsatz, 55.903 Mitarbeiter
Beteiligungen
Sinotruk (25,0 % +1 Aktie), Scania (17,4 %*)
* Stimmrechte
MAN
Diesel & Turbo
Umsatz‘14: € 3,3 Mrd
Renk (76 %)
MAN Group Kennzahlen 2014
Volkswagen / MAN SE
![Page 5: Turboladerentwicklung für Offroad ... · Miller Prozess - vorzeitiges Schließen des Eingangsventils - Erhöhter Druck vor Motor durch Turboaufladung - Zunächst Entspannung im geschlossenen](https://reader030.fdocuments.us/reader030/viewer/2022041205/5d56102388c993646f8b53b9/html5/thumbnails/5.jpg)
5 < > MAN Diesel & Turbo T. Winter / EEVVA Festkolloquium BTU Cotbus - Senftenbergon 28.01.2016
MAN-Motoren bewegen 50% des Welthandels Zweitakt-Motor für die CSCL Globe
Antrieb für eines der größten Containerschiffe der Welt:
Die “CSCL Globe” wird von einem MAN B&W 12S90ME-C Zweitakt-Motor mit 56.800 kW angetrieben.
![Page 6: Turboladerentwicklung für Offroad ... · Miller Prozess - vorzeitiges Schließen des Eingangsventils - Erhöhter Druck vor Motor durch Turboaufladung - Zunächst Entspannung im geschlossenen](https://reader030.fdocuments.us/reader030/viewer/2022041205/5d56102388c993646f8b53b9/html5/thumbnails/6.jpg)
6 < > MAN Diesel & Turbo T. Winter / EEVVA Festkolloquium BTU Cotbus - Senftenbergon 28.01.2016
Energie für entlegene Regionen Kraftwerk deckt 25% des Energiebedarfs von La Réunion ab
Hocheffiziente Energieerzeugung für Electricité de France: Zwölf MAN 18V48/60 (210 MWe)
sichern die Energieversorgung auf La Réunion
![Page 7: Turboladerentwicklung für Offroad ... · Miller Prozess - vorzeitiges Schließen des Eingangsventils - Erhöhter Druck vor Motor durch Turboaufladung - Zunächst Entspannung im geschlossenen](https://reader030.fdocuments.us/reader030/viewer/2022041205/5d56102388c993646f8b53b9/html5/thumbnails/7.jpg)
7 < > MAN Diesel & Turbo T. Winter / EEVVA Festkolloquium BTU Cotbus - Senftenbergon 28.01.2016
Inhaltsübersicht
1 MAN Diesel & Turbo auf einen Blick
2 Engines & Marine Systems – Produkte und Anwendungen
3 Herausforderungen für die Zukunft
4 Konsequenzen / Umsetzung für die Turboaufladung
![Page 8: Turboladerentwicklung für Offroad ... · Miller Prozess - vorzeitiges Schließen des Eingangsventils - Erhöhter Druck vor Motor durch Turboaufladung - Zunächst Entspannung im geschlossenen](https://reader030.fdocuments.us/reader030/viewer/2022041205/5d56102388c993646f8b53b9/html5/thumbnails/8.jpg)
8 < > MAN Diesel & Turbo T. Winter / EEVVA Festkolloquium BTU Cotbus - Senftenbergon 28.01.2016
Zweitakt- und Viertakt-Motoren für maritime
Anwendungen
Hauptantrieb:
Leistungsbereich von 450 kW bis 82,4 MW
Maritime GenSets von 450 kW bis 11,2 MW
Kraftstoffe: Schweröl (HFO), Diesel, Gas,
Dual Fuel
Propeller und komplette Antriebssysteme
Axial- und Radial-Turbolader für Zweitakt-
und Viertakt-Motoren, Einspritzsysteme,
Systemelektronik
Engines & Marine Systems Umfassendes Produktportfolio für maritime Anwendungen
![Page 9: Turboladerentwicklung für Offroad ... · Miller Prozess - vorzeitiges Schließen des Eingangsventils - Erhöhter Druck vor Motor durch Turboaufladung - Zunächst Entspannung im geschlossenen](https://reader030.fdocuments.us/reader030/viewer/2022041205/5d56102388c993646f8b53b9/html5/thumbnails/9.jpg)
9 < > MAN Diesel & Turbo T. Winter / EEVVA Festkolloquium BTU Cotbus - Senftenbergon 28.01.2016
Umfangreiches Motorenprogramm Dieselmotoren von 450 kW bis 82,440 kW
Viertakt-Motoren
450 - 21.600 kW Zweitakt-Motoren 3.200 - 82.440 kW
29
4
Vergleich
(Anzahl VW
Golf TDI)
195
747
![Page 10: Turboladerentwicklung für Offroad ... · Miller Prozess - vorzeitiges Schließen des Eingangsventils - Erhöhter Druck vor Motor durch Turboaufladung - Zunächst Entspannung im geschlossenen](https://reader030.fdocuments.us/reader030/viewer/2022041205/5d56102388c993646f8b53b9/html5/thumbnails/10.jpg)
10 < > MAN Diesel & Turbo T. Winter / EEVVA Festkolloquium BTU Cotbus - Senftenbergon 28.01.2016
100% High-Speed – Der neue MAN 175D Designed für die Anforderungen der kommerziellen Schifffahrt
Einfache Inbetriebnahme, einfacher Betrieb, einfache Wartung. Der MAN 175D punktet bei der
Umweltfreundlichkeit: Mit einem SCR-System erfüllt er die IMO Tier III-Norm von der Markteinführung an
![Page 11: Turboladerentwicklung für Offroad ... · Miller Prozess - vorzeitiges Schließen des Eingangsventils - Erhöhter Druck vor Motor durch Turboaufladung - Zunächst Entspannung im geschlossenen](https://reader030.fdocuments.us/reader030/viewer/2022041205/5d56102388c993646f8b53b9/html5/thumbnails/11.jpg)
11 < > MAN Diesel & Turbo T. Winter / EEVVA Festkolloquium BTU Cotbus - Senftenbergon 28.01.2016
Spezialschiffe für den Offshore-Einsatz “Pionieering Spirit” wird von neun 32/44 CR Motoren angetrieben
Die Pioneering Spirit ist bei weitem das größte jemals gebaute Schiff der Welt in Bezug auf ihre
Bruttotonnage von 403.342 gt, ihre Breite (123,75 m) und Verdrängungsvolumen (900.000 metr. Tonnen)
![Page 12: Turboladerentwicklung für Offroad ... · Miller Prozess - vorzeitiges Schließen des Eingangsventils - Erhöhter Druck vor Motor durch Turboaufladung - Zunächst Entspannung im geschlossenen](https://reader030.fdocuments.us/reader030/viewer/2022041205/5d56102388c993646f8b53b9/html5/thumbnails/12.jpg)
12 < > MAN Diesel & Turbo T. Winter / EEVVA Festkolloquium BTU Cotbus - Senftenbergon 28.01.2016
Fünf MAN Viertakt-Motoren liefern Antrieb und Strom für 4.000 Passagiere an Board der Norwegian
Getaway
Power für schwimmende Hotels 48/60 Motoren für Norwegian Cruise Line-Schiffe
![Page 13: Turboladerentwicklung für Offroad ... · Miller Prozess - vorzeitiges Schließen des Eingangsventils - Erhöhter Druck vor Motor durch Turboaufladung - Zunächst Entspannung im geschlossenen](https://reader030.fdocuments.us/reader030/viewer/2022041205/5d56102388c993646f8b53b9/html5/thumbnails/13.jpg)
13 < > MAN Diesel & Turbo T. Winter / EEVVA Festkolloquium BTU Cotbus - Senftenbergon 28.01.2016
Giganten der Effizienz Maersk Triple E Klasse mit MAN Zweitakt-Motoren
Mit einer Kapazität von 18.000 TEU und einer Maximallast von 165.000 metrischen Tonnen kann die
Maersk Mc-Kinney Møller rund 36.000 Autos oder 111 Millionen Paar Sportschuhe transportieren
![Page 14: Turboladerentwicklung für Offroad ... · Miller Prozess - vorzeitiges Schließen des Eingangsventils - Erhöhter Druck vor Motor durch Turboaufladung - Zunächst Entspannung im geschlossenen](https://reader030.fdocuments.us/reader030/viewer/2022041205/5d56102388c993646f8b53b9/html5/thumbnails/14.jpg)
14 < > MAN Diesel & Turbo T. Winter / EEVVA Festkolloquium BTU Cotbus - Senftenbergon 28.01.2016
Inhaltsübersicht
1 MAN Diesel & Turbo auf einen Blick
2 Engines & Marine Systems – Produkte und Anwendungen
3 Herausforderungen für die Zukunft
4 Konsequenzen / Umsetzung für die Turboaufladung
![Page 15: Turboladerentwicklung für Offroad ... · Miller Prozess - vorzeitiges Schließen des Eingangsventils - Erhöhter Druck vor Motor durch Turboaufladung - Zunächst Entspannung im geschlossenen](https://reader030.fdocuments.us/reader030/viewer/2022041205/5d56102388c993646f8b53b9/html5/thumbnails/15.jpg)
15 < > MAN Diesel & Turbo T. Winter / EEVVA Festkolloquium BTU Cotbus - Senftenbergon 28.01.2016
Herausforderungen für die Zukunft Treiber der Technologieentwicklung
Turbolader -> Motor
• Leistungssteigerung ca. 350%
• 40% Motorleistung über Turbinenwelle
• 2,5 –5 % Gesamtkosten Motor
• ca. 2,5 % Gesamtgewicht Motor
• Wesentliche Komponente zur Reduzierung
der Emissionen
Turbolader Herausforderung
• sehr hohe Leistungsdichte
• hohe thermische Belastung
• Umfangsgeschwindigkeit bis 590 m/s
• Verdichterdruckverhältnis < 5,8 pro Stufe
• durch Motor getriebene Strömungsmaschine
• Dauerfeste Beschaufelung / „rauhe“ Schiffsmgebung
• Verdichterraddurchmesser: 140 – 960 mm
![Page 16: Turboladerentwicklung für Offroad ... · Miller Prozess - vorzeitiges Schließen des Eingangsventils - Erhöhter Druck vor Motor durch Turboaufladung - Zunächst Entspannung im geschlossenen](https://reader030.fdocuments.us/reader030/viewer/2022041205/5d56102388c993646f8b53b9/html5/thumbnails/16.jpg)
16 < > MAN Diesel & Turbo T. Winter / EEVVA Festkolloquium BTU Cotbus - Senftenbergon 28.01.2016
Herausforderungen für die Zukunft Emissionsstandards in der Schifffahrt
in SECAS (%)
General (%)
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
2008 2010 2012 2014 2016 2018 2020 2022
Su
lph
ur
Co
nte
nt
(fu
el)
[%
]
![Page 17: Turboladerentwicklung für Offroad ... · Miller Prozess - vorzeitiges Schließen des Eingangsventils - Erhöhter Druck vor Motor durch Turboaufladung - Zunächst Entspannung im geschlossenen](https://reader030.fdocuments.us/reader030/viewer/2022041205/5d56102388c993646f8b53b9/html5/thumbnails/17.jpg)
17 < > MAN Diesel & Turbo T. Winter / EEVVA Festkolloquium BTU Cotbus - Senftenbergon 28.01.2016
Herausforderungen für die Zukunft Technologieentwicklung IMO TIER II
Einhaltung der Emisionsanforderungen
durch primär innermotorische Maßnahmen
Miller Prozess
- vorzeitiges Schließen des Eingangsventils
- Erhöhter Druck vor Motor durch Turboaufladung
- Zunächst Entspannung im geschlossenen Zylinder
- Reduzierung der Abgastemperatur führt zu einer
Reduktion der NOx
Umsetzung:
- Einführung 2 stufige Aufladung
- Verwendung variabler Nocken
![Page 18: Turboladerentwicklung für Offroad ... · Miller Prozess - vorzeitiges Schließen des Eingangsventils - Erhöhter Druck vor Motor durch Turboaufladung - Zunächst Entspannung im geschlossenen](https://reader030.fdocuments.us/reader030/viewer/2022041205/5d56102388c993646f8b53b9/html5/thumbnails/18.jpg)
18 < > MAN Diesel & Turbo T. Winter / EEVVA Festkolloquium BTU Cotbus - Senftenbergon 28.01.2016
Herausforderungen für die Zukunft Technische Gegenmaßnahmen IMO TIER III
EGR MGO,
low sulphur HFO
SCR Wet Scrubber
Gas / Dual Fuel (Viertakt Tier III, Zweitakt Tier II)
NOx SOx
Gegenmaßnahmen für
EGR = Exhaust Gas Recirculation / SCR = Selektive Katalytische Reduction
![Page 19: Turboladerentwicklung für Offroad ... · Miller Prozess - vorzeitiges Schließen des Eingangsventils - Erhöhter Druck vor Motor durch Turboaufladung - Zunächst Entspannung im geschlossenen](https://reader030.fdocuments.us/reader030/viewer/2022041205/5d56102388c993646f8b53b9/html5/thumbnails/19.jpg)
19 < > MAN Diesel & Turbo T. Winter / EEVVA Festkolloquium BTU Cotbus - Senftenbergon 28.01.2016
Herausforderungen für die Zukunft Technische Gegenmaßnahmen IMO TIER III
Implementiertes System auf
Alexander Maersk
Elektrisch angetriebener EGR
Wäscher für Abgas
> 85% Reduktion der
NOx Belastung
Teil des EU Projektes
HERCULES-B
Strategie:
- Hochdruck EGR System: kein Abgas durch
den Turbloader (Vermeidung Korrosion und
Erosion an der Beschaufelung)
- Tier III Betrieb in ECAs,
ausserhalb ECAs Tier II
Variabilität vorhanden: EGR on/off
Exhaust Gas Recirculation (EGR)
![Page 20: Turboladerentwicklung für Offroad ... · Miller Prozess - vorzeitiges Schließen des Eingangsventils - Erhöhter Druck vor Motor durch Turboaufladung - Zunächst Entspannung im geschlossenen](https://reader030.fdocuments.us/reader030/viewer/2022041205/5d56102388c993646f8b53b9/html5/thumbnails/20.jpg)
20 < > MAN Diesel & Turbo T. Winter / EEVVA Festkolloquium BTU Cotbus - Senftenbergon 28.01.2016
Herausforderungen für die Zukunft Technische Gegenmaßnahmen IMO TIER III
SCR Installation hat größtes Potenzial für
zukünftige weitere Emissionsreduzierungen
Zusätzliche komplexe chemische Systeme
müssen an Bord installiert werden
Abgastemperatur am SCR Eintritt muss
Mindestanforderung erfüllen (> 320°C)
Kombination mit 2- stufiger Aufladung in
Klärung
Selektive Katalytische Reduktion (SCR)
Dual Fuel Engines
Gasbetrieb innerhalb der ECAs
Heavy Fuel Oil (HFO) ausserhalb der ECAs
Verwendung von HFO als günstigen
Kraftstoff möglich
![Page 21: Turboladerentwicklung für Offroad ... · Miller Prozess - vorzeitiges Schließen des Eingangsventils - Erhöhter Druck vor Motor durch Turboaufladung - Zunächst Entspannung im geschlossenen](https://reader030.fdocuments.us/reader030/viewer/2022041205/5d56102388c993646f8b53b9/html5/thumbnails/21.jpg)
21 < > MAN Diesel & Turbo T. Winter / EEVVA Festkolloquium BTU Cotbus - Senftenbergon 28.01.2016
1,5 g
7 g
18 g
224 g
Ship
Train
Truck
Plane
Herausforderungen für die Zukunft Kraftstoffverbrauch pro Tonnenkilometer
Kraftstoffverbrauch für 1 km Transport 1 Tonne Güter
Schiff
Zug
Lkw
Flug-
zeug
![Page 22: Turboladerentwicklung für Offroad ... · Miller Prozess - vorzeitiges Schließen des Eingangsventils - Erhöhter Druck vor Motor durch Turboaufladung - Zunächst Entspannung im geschlossenen](https://reader030.fdocuments.us/reader030/viewer/2022041205/5d56102388c993646f8b53b9/html5/thumbnails/22.jpg)
22 < > MAN Diesel & Turbo T. Winter / EEVVA Festkolloquium BTU Cotbus - Senftenbergon 28.01.2016
Inhaltsübersicht
1 MAN Diesel & Turbo auf einen Blick
2 Engines & Marine Systems – Produkte und Anwendungen
3 Herausforderungen für die Zukunft
4 Konsequenzen / Umsetzung für die Turboaufladung
![Page 23: Turboladerentwicklung für Offroad ... · Miller Prozess - vorzeitiges Schließen des Eingangsventils - Erhöhter Druck vor Motor durch Turboaufladung - Zunächst Entspannung im geschlossenen](https://reader030.fdocuments.us/reader030/viewer/2022041205/5d56102388c993646f8b53b9/html5/thumbnails/23.jpg)
23 < > MAN Diesel & Turbo T. Winter / EEVVA Festkolloquium BTU Cotbus - Senftenbergon 28.01.2016
Umsetzung Turboladerentwicklung Containmentabsicherung
Anforderungen
Containment: im Falle eines Versagens der
rotierenden Komponenten, dürfen keine Teile
austreten
Containmentvorgang erfolgt < 5 ms
Wesentliche Schritte in der Entwicklung
Durchführung numerische Containmentsimulation
mittels LS Dyna
Hardware Containment Test
unter Testbedingungen an
der Brennkammer
Abgleich numerische Simulation
-> Hardwaretest
Übertragung der Resultate auf
weitere Baugrößen und Varianten
![Page 24: Turboladerentwicklung für Offroad ... · Miller Prozess - vorzeitiges Schließen des Eingangsventils - Erhöhter Druck vor Motor durch Turboaufladung - Zunächst Entspannung im geschlossenen](https://reader030.fdocuments.us/reader030/viewer/2022041205/5d56102388c993646f8b53b9/html5/thumbnails/24.jpg)
24 < > MAN Diesel & Turbo T. Winter / EEVVA Festkolloquium BTU Cotbus - Senftenbergon 28.01.2016
Umsetzung Turboladerentwiclung Darstellung der Kennwerte
50%
55%
60%
65%
70%
75%
80%
85%
90%
1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 ma
x. Tu
rbo
lad
erw
irk
un
gs
gra
d
Turboladerwirkungsgrad
Ladeluftdruck Motor
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
Lad
elu
ftd
ruck
am
Mo
tor
in b
ar
5,5
2016
1 stufig
2 stufig
![Page 25: Turboladerentwicklung für Offroad ... · Miller Prozess - vorzeitiges Schließen des Eingangsventils - Erhöhter Druck vor Motor durch Turboaufladung - Zunächst Entspannung im geschlossenen](https://reader030.fdocuments.us/reader030/viewer/2022041205/5d56102388c993646f8b53b9/html5/thumbnails/25.jpg)
25 < > MAN Diesel & Turbo T. Winter / EEVVA Festkolloquium BTU Cotbus - Senftenbergon 28.01.2016
Umsetzung Turboladerenwicklung Technologie Rotierende Komponenten
Allgemein:
Erhöhung der Massenströme
Verwendung von Räder/Schaufeln mit
vergrößerter Schaufellängen
Erhöhung der Verdichterdruckverhältnisse
Verwendung von Rädern mit erhöhter
Umfangsgeschwindigkeit und Schaufelzahl
Erhöhung Wirkungsgrad
Verwendung von Schaufeln mit reduzierten
Schaufeldicken
Verbesserung der Zuverlässigkeit
Verringerung der Versagenswahrscheinkeit
gegenüber High Cycle Fatigue (HCF)
HCF Zuverlässigkeit gewinnt deutlich
an Bedeutung im Entwicklungsprozess
![Page 26: Turboladerentwicklung für Offroad ... · Miller Prozess - vorzeitiges Schließen des Eingangsventils - Erhöhter Druck vor Motor durch Turboaufladung - Zunächst Entspannung im geschlossenen](https://reader030.fdocuments.us/reader030/viewer/2022041205/5d56102388c993646f8b53b9/html5/thumbnails/26.jpg)
26 < > MAN Diesel & Turbo T. Winter / EEVVA Festkolloquium BTU Cotbus - Senftenbergon 28.01.2016
Umsetzung Turboladerenwicklung Zuverlässigkeit von Axialturbinen
Design features
Freistehende Schaufeln (wide chord Profil) ohne
Deckband oder Dämpferdraht
Verwendung von Blisks noch die Ausnahme
Schaufelverbindung zur Scheibe mittel
Tannenbaumprofil
Material Schaufel: Ni- Basis Schmiedeschaufel
Herausforderungen
Hohe Fliehkraftbelastung im Schaufelblatt und
Schaufelfuss
Biegebelastung in Eigenresonanzen in
Schaufelprofil und Schaufelfuss muss dauerfest
ertragen werden
Mistuning: Hoher Lokalisierungsgrad der Moden
![Page 27: Turboladerentwicklung für Offroad ... · Miller Prozess - vorzeitiges Schließen des Eingangsventils - Erhöhter Druck vor Motor durch Turboaufladung - Zunächst Entspannung im geschlossenen](https://reader030.fdocuments.us/reader030/viewer/2022041205/5d56102388c993646f8b53b9/html5/thumbnails/27.jpg)
27 < > MAN Diesel & Turbo T. Winter / EEVVA Festkolloquium BTU Cotbus - Senftenbergon 28.01.2016
Umsetzung Turboladerenwicklung Zuverlässigkeit von Axialturbinen
Wesentliche Schritte in der Entwicklung
Aerodynamische Auslegung / Optimierung des
Schaufelprofils
FEM Auslegung der gesamten Schaufel
(Fliehkraft / Temperatur / Modal)
Uni Direktionale Fluid Struktur Interaktion des
idealen System
Ausnutzung der Kontaktdämpfung,
ggfs durch zusätzliche Reibelemente
Einfluss verstärken
Belastungsmessung aller Schaufeln unter
Testbedingungen an der Brennkammer
- DMS + TipTiming Messung
![Page 28: Turboladerentwicklung für Offroad ... · Miller Prozess - vorzeitiges Schließen des Eingangsventils - Erhöhter Druck vor Motor durch Turboaufladung - Zunächst Entspannung im geschlossenen](https://reader030.fdocuments.us/reader030/viewer/2022041205/5d56102388c993646f8b53b9/html5/thumbnails/28.jpg)
28 < > MAN Diesel & Turbo T. Winter / EEVVA Festkolloquium BTU Cotbus - Senftenbergon 28.01.2016
Umsetzung Turboladerenwicklung Input der BTU Cottbus
Design features
Radialturbine mit freistehenden Schaufeln
Herstellverfahren: Feinguss; Schaufelform as cast
Material Schaufel: Inconel
Herausforderungen
Hohe Fliehkraftbelastung im Schaufelblatt und
Schaufelfuss
Auslegungskriterium 140% Berstdrehzahl
Mistuning: Hoher Lokalisierungsgrad durch
Herstellverfahren
Aerodynamische und Materialdämpfung sehr
gering; Kontaktdämpfung nicht vorhanden
![Page 29: Turboladerentwicklung für Offroad ... · Miller Prozess - vorzeitiges Schließen des Eingangsventils - Erhöhter Druck vor Motor durch Turboaufladung - Zunächst Entspannung im geschlossenen](https://reader030.fdocuments.us/reader030/viewer/2022041205/5d56102388c993646f8b53b9/html5/thumbnails/29.jpg)
29 < > MAN Diesel & Turbo T. Winter / EEVVA Festkolloquium BTU Cotbus - Senftenbergon 28.01.2016
Umsetzung Turboladerenwicklung Input der BTU Cottbus
FVV Vorhaben „Mistuning & Dämpfung I (2009 – 2011)
„Blade by Blade“ Messung einer Radialturbine
Einführung Begriffe: Lokalisierungsgrad,
Verstimmungsgrad
Einführung Bewertungsschema
(Z- Diagramm, modale Dichte)
FVV Vorhaben „Mistuning & Dämpfung II (2012 – 2014)
Bestimmung Lehr`sches Dämpfungsmaß für
Material(Vakuumkammer)
Übertragung schwingverhalten ins rotierende System
(Projekt mit Energie / ehemals GEVA)
Weiterführung der Zusammenarbeit mit der FVV in Planung
FVV = Forschungsvereinigung Verbrennungskraftmotoren
![Page 30: Turboladerentwicklung für Offroad ... · Miller Prozess - vorzeitiges Schließen des Eingangsventils - Erhöhter Druck vor Motor durch Turboaufladung - Zunächst Entspannung im geschlossenen](https://reader030.fdocuments.us/reader030/viewer/2022041205/5d56102388c993646f8b53b9/html5/thumbnails/30.jpg)
30 < > MAN Diesel & Turbo T. Winter / EEVVA Festkolloquium BTU Cotbus - Senftenbergon 28.01.2016
– Herausforderungen und Perspektiven«
Turboladerentwicklung für Offroad-
Dieselmotorenanwendungen –
Herausforderungen und Perspektiven
Thomas Winter, MAN Diesel & Turbo SE,
Head of Validation Assessment Turbocharger Engineering
Festkolloquium der BTU Cottbus- Senftenberg, 2016