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Análisis de rendimiento de una turbina de desagüe de residuos para motores automotrices: un estudio experimental y numérico

Autores: Cordalonga, Carla; Marelli, Silvia; Usai, Vittorio

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2025

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Acceso abierto

Artículo científico
2025

Análisis de rendimiento de una turbina de desagüe de residuos para motores automotrices: un estudio experimental y numérico


Categoría

Tecnología de Equipos y Accesorios

Subcategoría

Diseño de equipos y herramientas

Palabras clave

Investigación experimental
Turbocompresor con válvula de desagüe
Motores de encendido por chispa
Actividad de modelado 1D
Rendimiento en estado estacionario
Válvula de desagüe

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 17

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
En este artículo se presentan los resultados de una investigación experimental y una actividad de modelado 1D sobre el rendimiento en estado estacionario de una turbina de turboalimentador con válvula de desagüe para motores de encendido por chispa. Se llevó a cabo una campaña experimental para analizar el rendimiento de la turbina para diferentes aperturas de la válvula de desagüe en el banco de pruebas de componentes de sistemas de propulsión de la Universidad de Génova. Gracias a la actividad experimental, se desarrolla un modelo 1D para evaluar la interacción entre el flujo a través del impulsor y el puerto de by-pass. Las técnicas de modelado avanzadas son cruciales para mejorar la evaluación del rendimiento de las turbinas de turboalimentadores y, en consecuencia, para mejorar el cálculo de la coincidencia entre el motor y el turboalimentador. La sintonización inicial del modelo se basa en mapas de características de la turbina obtenidos con el puerto de by-pass cerrado. El estudio destaca luego el comportamiento de la válvula de desagüe considerando sus diferentes aperturas. Se encontró que es necesario un modelo más refinado para definir con precisión la tasa de flujo másico a través de la válvula de desagüe. Después de sintonizar independientemente los modelos 1D de la turbina y la válvula de desagüe, se analiza su comportamiento en condiciones de flujo paralelo. Los resultados destacan interacciones significativas entre los dos componentes que deben tenerse en cuenta para reducir inexactitudes en el cálculo de la coincidencia entre el motor y el turboalimentador. Estas interacciones conducen a una capacidad de absorción reducida del impulsor de la turbina. Esta reducción tiene un impacto en la potencia entregada al compresor, la presión de sobrealimentación y, en consecuencia, la contrapresión del motor. Los resultados sugieren que los métodos generalmente adoptados que consideran la válvula de by-pass y la turbina como dos boquillas que funcionan en paralelo bajo la misma condición termodinámica podrían ser insuficientes para evaluar con precisión el comportamiento del turboalimentador.

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