Mazda - SKYACTIV Technologies: Motori SKY-G e SKY-D - Trasmissioni Automatico/Manuali - Piattaforma

[J-Gian]

Molto interessante una delle soluzioni che Mazda utilizza per ridurre il turbo lag sul 2.5 turbocompresso

 

Si tratta di 3 "sportelli" che sotto i 1.650 giri, riducono la sezione dei gas di scarico in ingresso dal lato turbina, così da accelerare più rapidamente gas e girante, senza complicarsi la vita con tante palette variabili sulla chiocciola, visto che nei benzina la soluzione comporta l'uso di materiali particolari e costosi.

 

 

 

 

 

L'altra soluzione è la particolare configurazione dei collettori di scarico, che favorisce lo "scavenging". Ma qui ve lo spiega meglio lui:
 

 

[Wilhem275]

In pratica, se ho capito bene, una forma di effetto Venturi, per cui il gas ad alta pressione in uscita dal cilindro aiuta a risucchiare fuori quello che rimane nel condotto del cilindro precedente.

 

Quindi questo bizzarro imbuto 3-in-1 serve ad avere sempre adiacenti i condotti di scarico di ogni coppia di cilindri (secondo l'ordine di accensione).

 

E' fico perché il tutto è realizzato tramite ingegno e non diecimila pezzi e diavolerie

[TonyH]

Non riesco a trovare le immagini perché si riferisce a un'era pre-internet  ma ricordo applicazioni sui benzina di turbocompressori chiamati VNT dove appunto c'era una paratia in ingresso turbina che variava la sezione del condotto.

 

Adesso hanno equiparato VNT con VGT direttamente. Dovrei andare a prendere qualche materiale di studio del Poli.

 

Il sistema VNT allora era montato sulle Mitsubishi Lancer Evo e mi sembra anche sul nostro Lampredi Turbo

[ISO-8707]

Qui il sistema che Koenigsegg ha introdotto sulla One:1

 

 

Cita

Variable-Volume Turbine by Koenigsegg 

Koenigsegg introduced a so-called "variable geometry twin-turbo" on its One:1 supercar in 2014. It caught me a surprise as until now only Porsche and its partner BorgWarner managed to put VTG technology in gasoline production cars (see above). BorgWarner's technology employs movable vanes made of special alloy to resist the extreme heat attained in gasoline turbo engines. Koenigsegg is not in a position to develop sophisticated materials, of course, but it found a simpler yet not necessarily poorer solution. The problem is, in Koenigsegg's fashion it did not reveal the technical details. Christian von Koenigsegg just explained its theory briefly in a video without showing its internal construction. Fortunately, I found its patent filing in the US Patent and Trademark Office, thanks to Google Patents. Having spent a night studying it, I can proudly present to our readers the world's first and exclusive insight into this technology. 

Strictly speaking, Koenigsegg's design is not "variable geometry turbine" because it does not have moving vanes to alter the direction of air flow. Instead, it employs a special turbine housing which provides variable volume to optimize efficiency at different engine speed. Therefore, I would rather call it "variable-volume turbine". 

Before seeing how it works, let's recall why we need VTG turbos. A turbocharger with large volume turbine housing can let a lot of exhaust gas flows through, thus it works efficiently at high engine speed. However, at low rpm the exhaust flow could be so slow that fails to spool up the turbo, thus causing turbo lag. In contrast, a turbo with small turbine housing speeds up the exhaust flow thus works responsively at low rpm, but at higher rpm the flow rate is restricted by the size of the housing, causing more back-pressure and reducing output. Such contradiction can be solved by using variable geometry turbine, but it might be as well solved if we can make the volume of turbine housing variable. That's the thinking behind Koenigsegg. Let's see the illustration below:



Surprisingly, the construction is pretty simple. Its turbine housing is actually similar to twin-scroll turbos, with a wall separating the housing into 2 chambers. However, where the chambers in twin-scroll turbo are equal in size, here the outer one is larger than the inner one (see the cross section drawing). At low rpm, the exhaust gas flows through only the smaller chamber, so it can spool up the turbo more quickly. At higher rpm, a flow regulator valve - actuated by a lever - opens the gas flow also to the large volume chamber, thus it allows large amount of gas to the turbine without causing extra back-pressure. 

Look deeper into the design and you will find it is not as simple as first appeared. The 2 chambers and separating wall are actually twisted. If you cut the cross-section at different locations along the turbine housing, you will find their shapes vary:





What can you see? For the smaller chamber, the exhaust flow is exposed to the turbine blades immediately after it has entered the chamber (Fig 8). Moreover, as it flows further, the chamber gets narrower and eventually vanishes just after the cross-section X. This means the exhaust gas from this chamber hits mostly the first quarter of the turbine wheel, by that time the gas flow has yet to gather swirling effect. This, in addition to the fact that the gas flow is relatively fast in this smaller chamber, means the flow hits the turbine blades at right angle, optimizing the effect for turbo spool up. 

The situation at the larger chamber is on the contrary. Exhaust gas meets the turbine wheel much later. As it travels further along the chamber, the chamber exposes it increasingly more to the turbine wheel. This mean the exhaust gas from this chamber drives mostly the second and third quarter of the turbine wheel. (BTW, it is nice to see the 2 separating exhaut flows act at different sections of the turbine wheel so that turbulence or interference can be avoided) As this flow travels much longer in the curvy chamber, swirling effect is built up and, in addition to the slower flow speed at this larger chamber, the gas flow hits the turbine blades at faster angles (i.e. direction of flow is close to radial). This has the same effect as a VTG turbine operating at high rpm setting. 

Because of the lack of moving vanes, the Koenigsegg design is far less sophisticated than VTG turbos. Its flow regulator valve can be easily manufactured. It does not even need to seal the chamber inlet completely, because the shorter length of small chamber tends to attract more exhaust gas than the longer large chamber until back pressure is built up at higher rev. In other words, even without the flow regulator valve the variable volume feature would work reasonably well. The only sophisticated part of the Koenigsegg design is the spiral turbine housing, whose twisted shape cannot be made with conventional casting process. Koenigsegg uses 3D printing to produce the housing out of steel and titanium. This could be very expensive and infeasible for mass production, but it suits perfectly the case of Koenigsegg.

http://www.autozine.org/technical_school/engine/Forced_Induction_2.html

[led zeppelin]

On ‎02‎/‎05‎/‎2018 at 16:37, Matteo B. dice:

 

 

 

 

alla voce "sviluppo  prodotto":

 

previsto sulla prossima 3 /Cx-3 (che sarà su piattaforma della prossima 3 e non più su quella della 2) un 1.8 diesel nuovo, che stia in mezzo agli attuali come potenza e coppia.

Ot

 

se così fosse, la 2 prossima o verrebbe cassata oppure ci sarebbero ragionevoli probabilità che venisse fuori con la nota seg. B nipponica di un altro costruttore che pur viaggiando verso i due lustri conosce una seconda giovinezza grazie all'ibrido

[Matteo B.]

6 ore fa, led zeppelin dice:

Ot

 

se così fosse, la 2 prossima o verrebbe cassata oppure ci sarebbero ragionevoli probabilità che venisse fuori con la nota seg. B nipponica di un altro costruttore che pur viaggiando verso i due lustri conosce una seconda giovinezza grazie all'ibrido

Non saprei, può essere, a Mazda questo genere di partnership piacciono.

[J-Gian]

On 2/5/2018 at 16:37, Matteo B. dice:

previsto sulla prossima 3 /Cx-3 (che sarà su piattaforma della prossima 3 e non più su quella della 2) un 1.8 diesel nuovo, che stia in mezzo agli attuali come potenza e coppia.

 

[Umbi]

On ‎08‎/‎05‎/‎2018 at 00:28, Wilhem275 dice:

In pratica, se ho capito bene, una forma di effetto Venturi, per cui il gas ad alta pressione in uscita dal cilindro aiuta a risucchiare fuori quello che rimane nel condotto del cilindro precedente.

 

Quindi questo bizzarro imbuto 3-in-1 serve ad avere sempre adiacenti i condotti di scarico di ogni coppia di cilindri (secondo l'ordine di accensione).

 

E' fico perché il tutto è realizzato tramite ingegno e non diecimila pezzi e diavolerie

Secondo me l'unico scopo di parzializzare il condotto di scarico è di non far rallentare troppo la girante quando hai pochi gas di scarico .... dato che ne aumenti la velocità sottraendo un pochettino di potenza in più dai cilindri (Perdita per pompaggio)