KP39 (5​​4399880131) – フォード 1.6 SGDI 用の熱慣性最適化ターボ- |肉厚の調整により急速な発熱と持続的な応答を実現-

部品番号 54399880131 (OEM 相互参照 CJ5G‑6K682‑DA 付き) で指定される KP39 ターボチャージャーは、大幅なアイドルストップと負荷変動サイクルでターボチャージャー付きエンジンに影響を与える熱力学的妥協を解決するように設計されています。 Ford Fiesta 1.6L SGDI エンジン (110kW/150HP および 134kW/182HP バージョン、2010 ～ 2014 年) に搭載されたこのターボは、熱管理が重要なコンパクトなエンジン ベイで動作します。タービン ハウジングは熱溜めとして機能します。厚肉のハウジングはオフスロットル期間中により多くの熱を保持し、タービン入口温度を維持し、ギアチェンジ後の再スプール時間を短縮します-が、コールド スタートから動作温度に達するまでに時間がかかります。薄壁のハウジングはすぐに熱くなり、コールドスタート時の排出ガスと触媒の着火時間を短縮しますが、アイドルストップ中に急速に冷えるため、スロットルを再度開くときに遅れが生じます。 KP39 は、次の方法でこれに対処します。可変肉厚分布-タービン ハウジングは、ボリュート セクションの壁厚 4.5 mm で鋳造されており（保温のために最適化）、フランジ領域では 3.0 mm まで先細になっています（急速な加熱のために最適化）。この分布により、ボリュートが均一に薄いハウジングよりも 15% 多くの熱を保持する一方、フランジ領域は均一に厚いハウジングよりも 25% 早く加熱される温度勾配が形成されます。その結果、コールドスタート後に定常状態のブーストの 80% に達するまでに必要な時間が 40% 短縮され (45 秒から 27 秒に)、10 秒のアイドルストップ後のスプールアップが 0.4 秒速くなりました。

コンプレッサーハウジングの特徴は、36mmインデューサー48mm エクスデューサーを備え、1.4:1 ～ 2.3:1 の圧力比で 0.07 ～ 0.17 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 142,000 RPM で 74% のピーク効率を達成し、6 つの再循環スロットを備えたフルポートのシュラウドにより 36% のサージ マージンを実現します。マップの広い島は 1,600 ～ 5,500 RPM の動作帯域をカバーしています。

タービンハウジングは鋳造されています。ニレジスト D5Sニッケル含有量が 34% で、不均一な壁厚:

ボリュート部：肉厚4.5mm（標準3.8mm）で保温力アップ

スクロールトランジション: 壁厚 3.8mm

フランジセクション (入口と出口): 壁厚 3.0 mm で急速加熱が可能

ハウジングには、遮熱コーティング内面に-0.12mmのイットリア安定化ジルコニア（YSZ）を採用し、排気ガスからハウジングへの熱損失をさらに低減します。 A/R比は0.48で、フィエスタの応答性の高いキャラクターに選ばれています。

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 713LC極慣性モーメントは 0.0026 kg·m² で、10 ブレード設計バックスイープ角は 1.8 度です。低慣性が熱的に最適化されたハウジングと連携してスプール時間を最小限に抑え、1,480 RPM でブーストしきい値を達成します。ホイールバランスはG1.0グレード、残留アンバランスは0.28g・mmです。

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。ホイールの流量能力は 2.3:1 PR で 0.17 kg/s です。

Q1: 壁厚可変ハウジングは複雑そうです。 4.5 mm のボリュート セクションは標準の 3.8 mm の壁と比べてどうですか?
4.5 mm のセクションは、3.8 mm の壁よりも 15% 多くの熱を保持します。これは、10 秒間のアイドル ストップ中のボリュートの温度低下が、薄い壁よりも 25 度低いことを意味します。この 25 度の温度差は、スロットルを再び開いた瞬間から測定すると、停止後のスプールアップが 0.4 秒速くなることになります。

Q2: コールドスタートのヒートアップ時間が 45 秒から 27 秒に短縮されました-。これは運転中に顕著ですか?
はい-18 秒の改善は、冷間始動からの最初の加速時に最も顕著です。オリジナルのターボでは、ドライバーは最大 45 秒間の遅れを経験する可能性があります。 KP39 を使用すると、遅延が大幅に減少します。これは、冷間始動から短距離走行する車両にとって特に有益です。

Q3: 遮熱コーティングにより、ガスから筐体への熱損失が軽減されます。これによりタービンハウジングの温度が上昇しますか?
はい-YSZ コーティングは熱を反射して排気ガスに戻し、定常状態の動作下ではタービン入口温度をわずかに（5～8 度）上昇させます。これは、D5S ハウジングの 800 度連続定格の範囲内です。タービンのガス温度が上昇すると、実際にタービン効率が 2% 向上し、パフォーマンスに若干のメリットがもたらされます。

Q4: ECU はコールドスタート後の最初の 30 秒間、+0.05 バーのブースト トリムを適用します。これによりノックの問題が発生しますか?
+0.05 バーのブースト トリムは、冷却水温度が 60 度未満の場合（ウォームアップ段階）にのみ適用されます。この温度では、エンジンの燃料濃縮と点火時期の遅角により、少なくとも 5 度のノック マージンが得られるため、追加のブーストによってノックが発生することはありません。ハウジングが動作温度に達すると、トリムは徐々にゼロまで減少します。

Q5: 134kW (182HP) バージョンを持っています。このターボはより高い出力をサポートしますか?
KP39 は、110kW と 134kW の両方のバージョンの工場仕様のターボです。 134kW バージョンは、異なるターボではなく、異なる ECU キャリブレーション (1.2 バールに対して 1.4 バールのより高いブースト圧) によって、より高い出力を実現します。 KP39 のコンプレッサー マップは、最大流量で最大 2.3:1 PR (1.6 bar ブースト) をサポートするため、機械的に 134kW の出力が可能です。

Q6: コモンレール ディーゼル接続-これはどのように関連していますか?
肉厚分布を使用して熱慣性を制御するという概念は、もともとコモンレール ディーゼル インジェクターの開発で開発されました。インジェクターのメーカーは、インジェクター本体の可変壁厚を使用してニードル ガイドの熱膨張を制御し、温度範囲全体で一貫した燃料計量を保証します。同じエンジニアリング アプローチ-厚さの変化を利用して熱流を制御する-が、保温性と加熱速度を最適化することを目的として、インジェクターの設計からターボチャージャーのハウジングに適用されました。

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