Estudio de actuaciones de turbinas radiales de tipo twin

Abstract

[ES] Hablar de automoci´on es hablar de un sector en constante cambio y evoluci´on. Sin ir m´as lejos, muchas de las mayores modificaciones que se han realizado en el sector, se han producido en la ´ultima mitad de siglo. Entre las t´ecnicas m´as utilizadas, destaca la sobrealimentaci´on de motores. La forma m´as com´un de sobrealimentar un motor, es mediante un turbo-compresor: este aprovecha los gases de escape para mover la turbina y transmitir ese par al compresor mediante un eje. Con esta t´ecnica, se puede reducir el tama˜no del motor y producir el mismo trabajo, disminuyendo as´ı las emisiones contaminantes. De entre las configuraciones de turbina existentes, la que se ha sometido a estudio en el presente trabajo es la turbina de doble entrada, tambi´en conocida como tipo twin. Esta turbina hace las veces de un convertidor de impulsos, gracias a que los gases de escape provenientes de los cilindros se unen en el interior de la turbina. Con el objetivo de analizar el comportamiento de la turbina, se han realizado tanto ensayos experimentales como simulaciones CFD, cuyos resultados se han comparado posteriormente. Parte de las conclusiones obtenidas en esta comparaci´on se han introducido en un modelo de motor virtual que simula una turbina. Este modelo realiza extrapolaciones de los datos obtenidos tanto experimentalmente como mediante CFD, para poder calcular otras condiciones del funcionamiento de la turbina; evitando as´ı tener que calcularlos de forma experimental.

[EN] When we talk about the automotive industry, we are referring first of all to a sector in constant change and evolution. Without going any further, many of the major modifications that have been made in this sector have occurred in the last half century. Among the most used techniques, the supercharging of engines stands out. The most common way to supercharge an engine is using a turbo-compressor: it takes advantage of the exhaust gases to move the turbine and transmit that torque to the compressor through a shaft. With this technique, you can not only reduce the size of the engine and produce the same work, but also reduce pollutant emissions. Among the existing turbine configurations, the one that has been studied in this project is the double inlet turbine, also known as the twin type. This turbine acts as a pulse converter, due to the fact that the exhaust gases from the cylinders will join inside the turbine. In order to analyze the behavior of the turbine, both experimental tests and CFD simulations have been carried out, the results of which have been compared. Part of the conclusions obtained in this comparison have been introduced into a virtual engine model that simulates a turbine. This model performs extrapolations of the data obtained both experimentally and by CFD, in order to calculate other conditions of the turbine operation; and avoiding to calculate them experimentally