Change search
ReferencesLink to record
Permanent link

Direct link
Hur enkel- & dubbelportsturbin i kombination med två olika avgassamlare påverkar gasväxlingsprestanda på en Scania V8
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Machine Design (Dept.).
2007 (Swedish)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
How single and double entry turbine in combination with two different exhaust manifolds effects the gas exchange performance on a Scania V8 (English)
Abstract [en]

The exhaust arrangement on a Scania V8 consists of one manifold at each bank connected to a twin entry turbine (8-2-2). A study in GT-Power has shown improved performance and reduced cylinder to cylinder variations using two manifolds at each bank in combination with a single entry turbine (8-4-1). This thesis work analyses the difference in performance shown in simulation and verify it by engine test.

The initial work was focused on simulation in GT-Power. Investigating how exhaust manifold volume and pulses effects the turbine efficiency and the mean effective pressure during the gas exchange. To verify GT-Power simulations four engine tests with different exhaust arrangement have been made.

The results from GT-Power simulation indicate that a larger exhaust volume improve the turbine efficiency. Also an even flow of pulses to the turbine entry is positive for the efficiency. In engine test a single entry turbine has 4 % higher efficiency than a twin entry, this result correlate well to simulations. The smaller volume in the 8-2 manifold effects the turbine efficiency positive at 1200 rpm because of less energy losses in this manifold. The 8-4-1 manifold show in test up to 400 mbar higher mean effective pressure during the gas exchange than the 8-2-2 manifold. In simulation the difference were 600 mbar. In Engine test the 8-4 manifold has

1 % higher volumetric efficiency and about 30° Clower exhaust temperature than the 8-2 manifold.

The tendencies from simulation checks well with engine test results, especially at 1500 and 1900 rpm. The difference in mean effective pressure in the gas exchange and the cylinder to cylinder variations is not that big in test as in simulation. This is not due to turbine efficiency rather pulse transfer between the cylinder banks. The engine test shows that two manifolds per cylinder bank in combination with a single entry turbine, 8-4-1, has the lowest cylinder to cylinder variations and the best gas exchange performance. Because of this is the 8-4-1 system the best for the V8 engine.

Abstract [sv]

Avgassamlarsystemet på Scanias V8 består av en samlare per cylinderbank och en tvåportsturbo (8-2-2). En studie i simuleringsprogrammet GT-Power har visat på betydande prestandaförbättringar och minskad cylindervariation med två avgassamlare per bank och enkelportsturbin (8-4-1). Detta examens arbete utreder varför dessa prestandaskillnader finns och hur väl simuleringar stämmer med verkligheten.

Arbetet inleddes med simuleringar i GT-Power. Dessa har fokuserat på hur avgassamlarvolym och pulser påverkar turbinverkningsgrad och gasväxlingsmedeltryck. För att verifiera GT-Power simuleringar har motorprov med fyra olika gasväxlingskoncept genomförts.

Resultat från GT-Power simuleringar säger att en större avgassamlarvolym ger bättre turbinverkningsgrad även ett jämt pulsflöde till turbinen är positivt för verkningsgraden. Vid motorprov har enkelportsturbo som mest 4 % högre verkningsgrad än dubbelportsturbo vilket stämmer väl med simuleringar. Den mindre avgassamlarvolymen med 8-2 system påverkar enkelportsturbon positivt vid 1200 varv/min vilket kan bero på lägre avgasenergiförluster. Avgassamlarsystem 8-4-1 har vid prov vid 1900 varv/min 400 mbar bättre gasväxlingsmedeltryck än 8-2-2, att jämföra med en simulerad skillnad på 600 mbar vid samma varvtal. Genomgående har 8-4 system ca 1 % bättre volymetrisk verkningsgrad och omkring 30° C lägre temperatur före turbin.

Tendenser från GT-Power simuleringar stämmer väl med motorprov, framförallt vid 1500 och 1900 varv/min. Skillnader i gasväxlingsmedeltryck och cylindervariation är inte så stora mellan koncepten som enligt simuleringarna, vilket inte beror på turbinverkningsgrad utan pulsöverföring mellan cylinderbankerna med enkelportsturbo. Motorprov visar att två avgassamlare per bank och enkelportsturbin med variabel geometri, 8-4-1, ger lägst gasväxlingsmedeltryck och minst spridning mellan cylindrar. 8-4-1 avgassamlarsystem är det mest optimala för V8an.

Place, publisher, year, edition, pages
, MMK 2007:19 MFM102
National Category
Engineering and Technology
URN: urn:nbn:se:kth:diva-100746OAI: diva2:544844
Available from: 2012-08-16 Created: 2012-08-16 Last updated: 2012-08-16Bibliographically approved

Open Access in DiVA

Andreas Gustavsson(2367 kB)209 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 2367 kBChecksum SHA-512
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Machine Design (Dept.)
Engineering and Technology

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 209 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

Total: 56 hits
ReferencesLink to record
Permanent link

Direct link