MITSUBISHI Turbochargers. Variabele Geometrie Turbocharger. voor de Volkswagen Crafter

Transcriptie

1 MITSUBISHI Turbochargers Variabele Geometrie Turbocharger voor de Volkswagen Crafter Sjoerd Ferwerda

2 Mitsubishi Heavy Industries In 1870 door Yataro Iwasaki opgericht als rederij Diversivicatie volgde als snel : Scheepsbouw Kolenmijnen Bankieren & Verzekeringen Handel & Warehousing Voor WO-II is Mitsubishi grootste multinational Na WO-II opsplitsing in afzonderlijke bedrijven In 1952 herinvoering van de naam Mitusbishi Mitsubishi Heavy Industries wordt grootste Mitsubishi onderneming Midden jaren 50 : Mitsubishi Turbochargers voor scheepsmotoren Midden jaren 80 : Turbochargers voor de automobielindustrie 1991 : Oprichting van Mitsubishi Turbochargers, Almere

3 Wat is een Turbocharger? Turbocharger = Turbo-Compressor Compressor De compressor perst lucht onder druk de verbrandingskamer van een motor binnen Turbine De turbine zet energie uit de uitlaatgassen om in energie waarmee de compressor wordt aangedreven

4 Wat is een Turbocharger?

5 Wat is een Turbocharger?

6 Wat is een Turbocharger?

7 Wat is een Turbocharger?

8 Waarom Turbocharging? Efficiëntere verbranding door betere vulling van de cylinders Prestaties van een motor afhankelijk van hoeveelheid Lucht Verhouding tussen brandstof en lucht is vast : 1 : 14.7 Zelfde vermogen uit kleinere motor Efficiëntere motor Emmissie-eisen eisen niet meer te halen zonder drukvulling Deze voordelen zijn te bereiken met elke soort drukvulling, maar... Turbocharging : Hoge draaimonenten bij lage toerentallen Energie om lucht te verdichten komt uit uitlaatgas Gratis!

9 De Variabele Geometrie Turbocharger Turbocharger met Variable Turbine Ggeometrie Energietoevoer wordt met verstelbare schoepen geregeld

10 De Variabele Geometrie Turbocharger

11 Ontwikkeling van de Turbocharger Ontwikkeling van de Turbocharger Eerste prototype wordt gebouwd als Rapid-Prototype RP prototype door klant getest op Engine Performance Tevens : - Informatie over zwakke plekken - Informatie over gietmogelijkheden - E.v. correctie op thermodynamische specificatie Tweede prototype wordt geoptimaliseerd voor serieproductie Tevens : - FEA & CFD Calculaties - Klant test op performance, duurzaamheid, geluid etc. - Productie Engineering heeft inspraak op het ontwerp Derde prototype is vrijwel serierijp Productielijnen worden besteld Serieontwerp Productielijnen worden getuned op definitieve ontwerp

12 Ontwerpen van een Turbocharger Bepalen van de Thermodynamische specificatie Aan de hand van verwachte motor eigenschappen

13 Ontwerpen van een Turbocharger Bepalen van de Thermodynamische specificatie Aan de hand van verwachte motor eigenschappen Engine Package Study

14 Ontwerpen van een Turbocharger Bepalen van de Thermodynamische specificatie Aan de hand van verwachte motor eigenschappen Engine Package Study Bepalen van de volgende posities : Turbine inlaat ( Uitlaatspruitstuk van Motor ) Turbine uitlaat ( Uitlaatsysteem ) Compressor inlaat ( In lijn met gekozen hoofdas ) Compressor uitlaat ( Buizenstelstelsel naar motor ) Olie aansluitingen ( Voor het Lagersysteem ) Bepalen van de vorm van de flens aansluitingen In overleg met de klant

15 Ontwerpen van de Onderdelen Ontwerpen van de Onderdelen Selectie van standaardcomponenten Lagersysteem Variable Geometrie Systeem Turbine wiel Compressor wiel

16 Ontwerpen van de Onderdelen Ontwerpen van de Onderdelen Selectie van standaardcomponenten Lagersysteem Variable Geometrie Systeem Turbine wiel Compressor wiel Turbinehuis Compressorhuis Actuator voor Wastegate of Variabele ariabele Geometrie eometrie Mechanisme VG-Mechanisme

17 Ontwerpen van de Onderdelen Ontwerpen van de Onderdelen Selectie van standaardcomponenten Lagersysteem Variable Geometrie Systeem Turbine wiel Compressor wiel Turbinehuis Compressorhuis Actuator voor Wastegate of Variabele Geometrie Mechanisme VG-Mechanisme

18 Ontwerpen van de Onderdelen Ontwerpen van de Onderdelen Selectie van standaardcomponenten Lagersysteem Variable Geometrie Systeem Turbine wiel Compressor wiel Turbinehuis Compressorhuis Actuator voor Wastegate of Variabele Geometrie Mechanisme VG-Mechanisme

19 Ontwerpen van de Onderdelen Ontwerpen van de Onderdelen Selectie van standaardcomponenten Lagersysteem Variable Geometrie Systeem Turbine wiel Compressor wiel Turbinehuis Compressorhuis Actuator voor Wastegate of Variabele ariabele Geometrie eometrie Mechanisme VG-Mechanisme

20 Ontwerpen van de Onderdelen Ontwerpen van de Onderdelen Selectie van standaardcomponenten Lagersysteem Variable Geometrie Systeem Turbine wiel Compressor wiel Turbinehuis Compressorhuis Actuator voor Wastegate of Variabele ariabele Geometrie eometrie Mechanisme VG-Mechanisme

21 Ontwerp van het Turbinehuis Ontwerp van het Turbinehuis Turbinehuis is een gietstuk Combinatie van Surface- & Solidmodelling Surface Modelling Gietstuk ontwerp Solid Modelling Ontwerp van het machinaal bewerkte onderdeel

22 Ontwerp van het Turbinehuis Ontwerp van het Turbinehuis

23 Ontwerp van het Turbinehuis Ontwerp van het Turbinehuis

24 Ontwerp van het Turbinehuis Ontwerp van het Turbinehuis

25 Ontwerp van het Turbinehuis Ontwerp van het Turbinehuis

26 Ontwerp van het Turbinehuis Ontwerp van het Turbinehuis

27 Ontwerp van het Turbinehuis Ontwerp van het Turbinehuis

28 Ontwerp van het Turbinehuis Ontwerp van het Turbinehuis Turbinehuis is een gietstuk Combinatie van Surface- & Solidmodelling Surface Modelling Gietstuk ontwerp Solid Modelling Ontwerp van het machinaal bewerkte onderdeel Waarom geen automatisering van het ontwerp proces? - Voor kwaliteitsbewaking moet elke vorm in 2D zijn beschrijven - Regelmatige aanpassingen aan ontwerp van de volutes - Variatie in flensvormen is erg groot - Grootste uitdagingen in turbinehuisontwerp zijn mechanische optimalisatie : ( belastingen bij 800 tot 1050 o C ) Ribs Wanddikte variatie Functionele Fillets

29 Digitale mogelijkheden bij het ontwerpen Digitale mogelijkheden bij het ontwerpen Package Study Pro/Engineer

30 Digitale mogelijkheden bij het ontwerpen Digitale mogelijkheden bij het ontwerpen Mechanische Analyse FEA

31 Digitale mogelijkheden bij het ontwerpen Digitale mogelijkheden bij het ontwerpen Rapid Prototyping Lasersinteren Afgieten

32 Digitale mogelijkheden bij het ontwerpen Digitale mogelijkheden bij het ontwerpen Package Study Mechanische Analyse Stromings Analyse Rapid Prototyping Gietsimulaties 3D Meettechnieken Snelle Communicatie Klanten, Leveranciers en Hoofdkantoor Odette / DAX File transmission FTP verbindingen Verkorting van het ontwikkelproces met 1 tot 2 jaar

33 Digitale beperingen Digitale beperingen Verplichting CAD eisen door klant Uitwisseling bij projecten VW schrijft nu voor : WF-2, Datecode M191 VW Templates, VW instellingen CAD data wordt gemodelchecked : VW instellingen

34 Digitale beperingen Digitale beperingen Verplichting CAD eisen door klant Uitwisseling bij projecten VW schrijft nu voor : WF-2, Datecode M191 VW Templates, VW instellingen CAD data wordt gemodelchecked : VW instellingen Kwaliteitsbewaking 2D Data nog steeds nodig ( ook als contracten : naar klant en leveranciers l )

35 Digitale beperingen Digitale beperingen Verplichting CAD eisen door klant Uitwisseling bij projecten VW schrijft nu voor : WF-2, Datecode M191 VW Templates, VW instellingen CAD data wordt gemodelchecked : VW instellingen Kwaliteitsbewaking 2D Data nog steeds nodig ( ook als contracten : naar klant en leveranciers l ) Projecten te groot om te ene Validatie berekeningen FEA ( Thermal Stress ) Lage betrouwbaarheid ( condities op grenzen van materiaalkennis ) ( corrosieve werking interkristallijne corrosie ) Tijdrovend Erg specialistisch door dynamisch motorgedrag

36 Turbocharger voor de Volkswagen Crafter Turbocharger voor de Volkswagen Crafter

37 Turbocharger voor de Volkswagen Crafter Turbocharger voor de Volkswagen Crafter

38 Turbocharger voor de Volkswagen Crafter Turbocharger voor de Volkswagen Crafter

39 Turbocharger voor de Volkswagen Crafter Turbocharger voor de Volkswagen Crafter

40 Turbocharger voor de Volkswagen Crafter Turbocharger voor de Volkswagen Crafter

41 Turbocharger voor de Volkswagen Crafter Turbocharger voor de Volkswagen Crafter

42 Turbocharger voor de Volkswagen Crafter Turbocharger voor de Volkswagen Crafter

43 Turbocharger voor de Volkswagen Crafter Turbocharger voor de Volkswagen Crafter

44 Turbocharger voor de Volkswagen Crafter Turbocharger voor de Volkswagen Crafter

45 Turbocharger voor de Volkswagen Crafter Turbocharger voor de Volkswagen Crafter

46 Turbocharger voor de Volkswagen Crafter Turbocharger voor de Volkswagen Crafter

47 Turbocharger voor de Volkswagen Crafter Turbocharger voor de Volkswagen Crafter

48 Turbocharger voor de Volkswagen Crafter Turbocharger voor de Volkswagen Crafter

49 Turbocharger voor de Volkswagen Crafter Turbocharger voor de Volkswagen Crafter

50 Turbocharger voor de Volkswagen Crafter Turbocharger voor de Volkswagen Crafter

51 Turbocharger voor de Volkswagen Crafter Copyright Volkswagen Nutzfahrzeuge 2006 Deze afbeelding is eigendom van Volkswagen Bedrijfswagens