Turbodoładowanie z technologią STC

Zmieniające się trendy rynku motoryzacyjnego stawiają przed producentami turbosprężarek nowe wyzwania. Jednym z nich jest odpowiedź na pytanie: czy można znacznie poprawić wzrost ciśnienia doładowania przy niskich prędkościach obrotowych silnika, bez konieczności akceptowania jakichkolwiek kompromisów w zakresie mocy znamionowej?

Choć zagadnienie wydaje się trudne do zrealizowania, najnowsze rozwiązanie o nazwie STC (Switchale Trim Compressor)- system zmiennej średnicy przepływu powietrza, zaproponowane przez firmę BorgWarner, zdaje się przynosić oczekiwane rezultaty. Choć zagadnienie wydaje się trudne do zrealizowania, najnowsze rozwiązanie o nazwie STC (Switchale Trim Compressor)- system zmiennej średnicy przepływu powietrza, zaproponowane przez firmę BorgWarner, zdaje się przynosić oczekiwane rezultaty. Innowacyjne rozwiązanie STC, zapewnia bowiem większy moment obrotowy przy niskich prędkościach obrotowych i szybsze generowanie momentu obrotowego, przy jednoczesnej redukcji zużycia paliwa. Ponadto nowa technologia STC przyczynia się w znacznym stopniu do odpowiedniego przygotowania silników benzynowych i wysokoprężnych do surowszych regulacji dotyczących emisji spalin. Technologie turbodoładowania stają się coraz bardziej złożone w wyniku coraz bardziej rygorystycznych wymagań dotyczących dopuszczalnych wartości emisji, procesu spalania i wydajności - od jednostopniowego doładowania, poprzez wielostopniowe doładowanie, aż po systemy wykorzystujące rozwiązania elektryczne. Po stronie turbiny osiągnięto znaczny wzrost wydajności dzięki zastosowaniu dobrze znanej konstrukcji o zmiennej geometrii łopatek (VTG).

Ewolucja po stronie kompresora

Dotychczas ewolucja po stronie sprężarki koncentrowała się głównie na poprawie geometrii przepływu strumienia powietrza. Stabilny zakres pracy sprężarki napotykał różne ograniczenia fizyczne, co utrudniało prawidłowe dopasowanie turbosprężarki do konkretnego silnika. Aby to usprawnić, proces rozwoju w BorgWarner obejmował testy w celu ustalenia, jakie ulepszenia można osiągnąć przy użyciu zmiennej geometrii po stronie sprężarki. Spośród różnych sposobów dostosowania charakterystyki przepływu za pomocą zmiennej geometrii na etapie sprężarki, system STC – zmiennej średnicy przepływu powietrza okazał się najbardziej efektywny. 

Wyższe osiągi dzięki STC

Ruchomy pierścień umieszczony jest bezpośrednio przed kołem sprężarki. Umożliwia dopasowanie średnicy koła kompresji w zależności od prędkości przepływu powietrza, co przy niskich wartościach powoduje znaczny wzrost wydajności w porównaniu ze standardowym rozwiązaniem. Większa kontrola dawki powietrza trafiającej do silnika przyczynia się do zwiększenia wydajności procesu spalania. To z kolei przekłada się na ogólną poprawę osiągów, gdyż wzrost ciśnienia przy niskich przepływach masy powietrza zapewnia znacznie wyższy moment obrotowy. Dodatkowo działanie tego systemu pozwala obniżyć negatywny wpływ zaworu recyrkulacji powietrza, zmniejszając straty wynikające z różnicy ciśnień dwóch strumieni powietrza. Chociaż rozwiązanie to można stosować we wszystkich rodzajach turbosprężarek, wyniki testów jednoznacznie wskazują, że najbardziej satysfakcjonujący rezultat osiąga się w połączeniu z systemem zmiennej geometrii łopatek, dzięki precyzyjnej kontroli zarówno przepływu spalin jak i masy powietrza po stronie kompresji.

Na podstawie materiałów BorgWarner