Zaradi naraščajočih zahtev glede učinkovitosti dizelskih motorjev so turbopolnilniki izpostavljeni višjim temperaturam.Posledično so hitrosti rotorja in temperaturni gradienti v prehodnih procesih hujši, zato se toplotne in centrifugalne napetosti povečajo.
Za natančnejšo določitev življenjske dobe turbopolnilnikov je nujno natančno poznavanje prehodne porazdelitve temperature v turbinskem kolesu.
Velike temperaturne razlike v turbopolnilnikih med turbino in kompresorjem povzročajo prenos toplote iz turbine v smeri ohišja ležaja.Natančnejšo rešitev smo dosegli z izračunom tekočine na začetku obravnavanega procesa ohlajanja z začasnim reševanjem vseh enačb.Rezultati tega pristopa so zelo dobro ustrezali meritvam v prehodnem in stabilnem stanju, prehodno toplotno obnašanje trdnega telesa pa je bilo mogoče natančno reproducirati.
Po drugi strani pa so bile že leta 2006 v bencinskih motorjih dosežene temperature plinov do 1050°C.Zaradi višjih vstopnih temperatur v turbino je termomehansko utrujanje postalo bolj v ospredju.V zadnjih letih je bilo objavljenih več raziskav o termomehanskem utrujanju turbopolnilnikov.Na podlagi numerično predvidenega in validiranega temperaturnega polja v turbinskem kolesu so bili izvedeni izračuni napetosti in identificirana območja visoke toplotne obremenitve v turbinskem kolesu.Pokazalo se je, da je lahko velikost toplotne napetosti v teh območjih v istem območju kot velikost same centrifugalne napetosti, kar pomeni, da toplotno povzročene napetosti ni mogoče zanemariti v procesu načrtovanja radialnega turbinskega kolesa.
https://www.syuancn.com/aftermarket-komatsu-turbine-wheel-ktr130-product/
Referenca
Ayed, AH, Kemper, M., Kusterer, K., Tadesse, H., Wirsum, M., Tebbenhoff, O., 2013, „Numerične in eksperimentalne raziskave prehodnega toplotnega obnašanja parnega obvodnega ventila pri temperaturah pare nad 700 °C“, ASME Turbo Expo GT2013-95289, San Antonio, ZDA
R., Dornhöfer, W., Hatz, A., Eiser, J., Böhme, S., Adam, F., Unselt, S., Cerulla, M., Zimmer, K., Friedemann, W., Uhl, „Der neue R4 2,0l 4V TFSI-Motor im Audi A3“, 11. Aufladetechnische Konferenz, Dresden, 2006
Čas objave: 13. marec 2022