HGT1038LMSZ (821042-0012) – 日産 1.2 DiG‑T 用パルス-整流ターボ |非対称ボリュート干渉キャンセルと 3 シリンダーのフローコンディショニング

部品番号 821042-0012 (OEM 相互参照番号 144100054RA) で指定される HGT1038LMSZ ターボチャージャーは、3 気筒エンジン特有の流体力学的課題に対処するように設計されています。排気パルス干渉。日産キャシュカイの 1.2 DiG‑T エンジン (ルノー・日産連合設計の TCe H5FT 408 としても知られる) に搭載されたこの 3 気筒ユニットは、120 度のクランクシャフト間隔で点火します。標準の 240 度の排気バルブ開放期間では、隣接するシリンダからの排気パルスはクランクシャフトの回転の約 30 度だけ重なり合います。-これは、あるパルスの尾部が次のパルスの先頭と衝突し、タービンに到達する前に部分的に打ち消す圧力波を生成することを意味します。 HGT1038LMSZ は、次の方法でこの問題に対処します。非対称双入口ボリュート-2 つのスクロールの長さは等しくありません。主スクロール (240 度離れて点火するシリンダー 1 と 3 に対応) は、副スクロール (シリンダー 2 のみに対応) より 18% 長くなります。この長さの違いにより、3 つのシリンダーすべてからのパルスを 1 つのコヒーレント波列に整列させる意図的な位相シフトが生じ、エネルギー損失 (パルス エネルギーの 8%) による重なりを効果的に圧力強化イベントに変換します。

コンプレッサーハウジングの特徴は、31mmインデューサー43mm エクスデューサーを使用し、1.5:1 ～ 2.2:1 の圧力比で 0.04 ～ 0.13 kg/s の質量流量範囲を供給します。コンプレッサーマップは、1.9:1 PR および 152,000 RPM で 73% のピーク効率を達成し、サージマージンは 38% に拡張されています。フルポートシュラウド5つの再循環スロット付き。ブーストのしきい値は 1,620 RPM に設定されており、-アイドル時よりわずか 220 RPM 高いだけ-です。これにより、1.2L エンジンの適度な排気量が市街地走行中に目立った遅れを生じないようになっています。

タービンハウジングは鋳造されています。ニレジスト D5Sニッケル含有量は 32% ですが、主要なエンジニアリング上の特徴は非対称膨張プロファイル-2 つのスクロールの断面積膨張率は異なります。主スクロール (長め) は回転 10 度あたり 3.2% で膨張し、二次スクロールは 10 度あたり 4.8% で膨張します。この膨張差により、シリンダ 2 (セカンダリ) からのパルスがシリンダ 1 および 3 (プライマリ) からのパルスよりも速く加速される状況が生じ、中間パルスが効果的に高速化され、プライマリ パルス間に正確に適合します。結果は、整流パルス列-クランクシャフトが 120 度回転するごとに 3 つの等間隔かつ等振幅のパルスがタービン ホイールに到達し、使用可能なエネルギーが 8% 減少する干渉が排除されます。

タービンホイールは以下から製造されています。インコネル713C極慣性モーメントは 0.0020 kg·m² で、9 ブレード設計バックスイープ角は 2.0 度です。ブレード数は 3 の倍数 (3 シリンダー × シリンダーあたり 3 ブレード=9 ブレード) になるように選択され、エンジンの点火周波数とブレード通過周波数の間に調和関係が形成され、主タービン速度 (120,000 RPM) で音響放射が 4 dB 低減されます。ホイールバランスはG1.0グレード、残留アンバランス0.25g・mmとなっております。

コンプレッサーホイールは鍛造品から CNC 加工されています。AlSi10Mg硬質陽極酸化皮膜 (厚さ 30µm) を施したビレット。6+6 の割れた刃1.0 度の前方スイープの構成。前方スイープにより、インデューサー先端のマッハ数が 0.80 に減少し、1.2L エンジンの比較的低い流量での衝撃損失が最小限に抑えられます。ホイールの小さな直径 (43 mm エクスデューサー) により、最大 RPM での先端速度が 500 m/s 未満に維持され、長期的な疲労寿命が保証されます。

Q1: 「非対称ボリュート」というと複雑に聞こえます。運転中に効果は確認できますか？
はい-最も顕著な効果は、一部の 3 気筒ターボが 2,500 ～ 3,500 RPM で示す「脈動」感覚の除去です。この感覚では、パルス干渉により出力供給が不均一になります。 HGT1038LMSZ を使用すると、測定可能なトルク リップルがなく、出力供給が 4 気筒エンジンと同じくらいスムーズになります。

Q2: タービンホイールが9枚羽根というのは珍しいですね。なぜこの数字なのでしょうか？
9 枚のブレードは、エンジンの点火周波数 (120 度間隔) と 3:1 の調和関係を作り出します。この高調波調整により、130,000 RPM で高音の鳴き声を引き起こす音響共振が低減され、吸音材を使用せずにキャビンの騒音が 4 dB 低減されます。

Q3: 1.2 DiG‑T エンジンにはタイミング チェーンの伸びの問題があると聞きました。これはターボの動作に影響しますか?
はい-タイミング チェーンのストレッチにより、排気カムのタイミングが最大 5 度シフトされ、パルスのオーバーラップ タイミングが変化します。 ECU のパルス補償マップには 4 度の適応範囲があり、タイミング シフトに対応します。チェーンが 5 度を超えるとターボの整流効果が低下し、2,800 RPM でわずかな躊躇を感じるようになります。-これはチェーンの摩耗を診断するのに役立ちます。

Q4: 電子ウエストゲートに手動ブーストコントローラーを取り付けることはできますか?
いいえ、-電子ウエストゲートは、パルス補償マップに基づいて ECU によって直接制御されます。電動アクチュエーターとインラインの手動ブーストコントローラーは、ECU の位置センサーが指令位置と実際のウエストゲート位置の不一致を検出するため、故障コード (P0236) が発生します。ブースト調整にはECUのリマッピングが必要です。

Q5: タービン ハウジングは Ni‑Resist D5S で、他のターボよりもニッケルがわずか 32% 少ない-。これで十分ですか?
はい-1.2 DiG‑T は 740 度のピーク EGT で動作します。これは、32% ニッケルを使用した D5S の定格 800 度を大幅に下回ります。ニッケル含有量が低いため、材料コストが削減され、この用途では耐久性が損なわれることなく、機械加工性が向上します。

Q6: コモンレール ディーゼル接続-このターボはどのように関係しますか?
パルス整流のコンセプト (非対称流路を使用して圧力波を揃える) は、もともとコモンレール ディーゼル高圧ポンプ用に開発されました。複数のプランジャーが重なり合う圧力パルスを生成し、レールに到達する前に平滑化する必要があります。同じ流体力学原理-キャンセルを排除する位相シフトパルス-が、ターボチャージャーのタービン入口設計に採用されました。

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