Research of the radial-axial turbine of the marine diesel engine impulse turbocharging system

Abstract

В статье представлены результаты исследований радиально-осевой турбины, работающей в составе импульсной системы наддува среднеоборотного судового дизеля. Исследования носили теоретический и экспериментальный характер и базировались на предлагаемом методе проектирования и расчета, который комбинируя на определенных этапах модели расчета радиально-осевой турбины, а также замкнутую модель рабочего процесса комбинированного двигателя, позволяет решать задачи проектирования проточных частей турбины для работы в нестационарном потоке импульсной системы наддува. Целью исследований является отработка основных положений предлагаемого метода проектирования радиально-осевой турбины, работающей в составе импульсной системы наддува комбинированного двигателя, на примере поиска оптимальных параметров радиально-осевой турбины турбокомпрессора среднеоборотного судового дизеля размерности 18/22. В работе получена модернизированная геометрия проточной части турбины. Представлены результаты экспериментальных и расчетных исследований характеристик модернизированной и штатной турбин, подтверждающие повышение эффективности модернизированной турбины во всем диапазоне ее характеристики. Представлены результаты испытаний судового дизеля 6ЧН 18/22 с модернизированной и штатной турбинами по нагрузочной характеристике, показывающие положительное влияние измененной геометрии турбины на эффективные показатели дизеля и подтверждающие возможность использования предлагаемого метода проектирования радиально-осевой турбины системы наддува комбинированного двигателя. The article presents the results of research on a radial-axial turbine operating as part of a pulsed boost system for a medium-speed marine diesel engine. The research was theoretical and experimental in nature and was based on the proposed design and calculation method, which combines at certain stages of the radial-axial turbine calculation model, as well as a closed model of the combined engine workflow, allows you to solve the problems of designing the flow parts of the turbine for operation in a non-stationary flow of a pulse boost system. The aim of the research is to develop basic provisions of the proposed design method of the radial-axial turbine, which is part of pulse systems boost engine combined, for example, finding the optimal parameters of the radial-axial turbine of the turbocharger, the medium-speed marine diesel dimensions 18/22. The upgraded geometry of the flow part of the turbine is obtained. The results of experimental and computational studies of the characteristics of upgraded and standard turbines are presented, confirming the increase in the efficiency of the upgraded turbine over the entire range of its characteristics. The results of tests of the 6ChN 18/22 marine diesel engine with upgraded and standard turbines on load characteristics are presented, showing the positive effect of the changed turbine geometry on the effective performance of the diesel engine and confirming the possibility of using the proposed method of designing a radial-axial turbine of the combined engine supercharging system.