Aplicación de ingeniería del sistema de material de aleación resistente al calor K18

 La carcasa de la turbina está fabricada con la superaleación K18 a base de níquel patentada por Perkins, con una estructura de grano columnar lograda mediante tecnología de solidificación direccional. Esto permite que el material mantenga un límite elástico superior a 320 MPa incluso a una temperatura de funcionamiento continuo de 850 °C, con una resistencia a la fatiga térmica un 40 % superior a la del acero inoxidable 310S tradicional. En combinación con el diseño de mortaja y espiga del impulsor forjado con precisión de Inconel 713C, se logra una precisión de equilibrio dinámico de ≤0,02 mm a una alta velocidad de rotación de 120 000 rpm, cumpliendo con la norma ISO 10816-4, grado G1 de severidad de vibraciones.

Optimización de la eficiencia aerodinámica de una turbina de flujo mixto de doble canal

La combinación de impulsor de compresor específico para el SJ60F-1E (112 mm de diámetro, ángulo de barrido de 32°) y turbina de flujo mixto (relación aire-retorno de 0,82), diseñada mediante simulación de campo de flujo por CFD, alcanza una eficiencia adiabática del 76 % en el rango de operación económico del motor de 1800 a 2200 rpm. Mantiene un margen de sobrepresión superior al 90 % incluso con una relación de presión de 3,8:1, lo que reduce la contrapresión de escape en 18 kPa en comparación con los turbocompresores de turbina de flujo radial de la misma cilindrada, aumentando así la eficiencia de barrido del motor en un 12 %.

Gestión inteligente de la energía con turbina de geometría variable controlada electrónicamente 

El mecanismo de anillo de tobera variable (rango de ajuste de 15° a 45°), integrado con un actuador electrónico, recibe señales en tiempo real del sensor MAP del motor a través de la ECU, completando los ajustes del área de flujo de la turbina en 200 ms. Esto permite una conmutación fluida entre par alto a baja velocidad (92 % del par máximo a 1500 rpm) y alta potencia a alta velocidad (280 kW a 2200 rpm). En combinación con el sistema de diagnóstico Perkins EST, logra una precisión de control de la relación aire-combustible de ±2 %, cumpliendo así con los requisitos de límite de NOx de la norma de emisiones Stage V de la UE.

Optimización del costo total de propiedad mediante diseño modular integrado

La estructura de reemplazo integral tipo cartucho (que incluye la carcasa del cojinete, los sellos y el conjunto de la placa de empuje) reduce las horas de mantenimiento y reemplazo en un 60 % en comparación con las estructuras divididas. Junto con la carcasa central de fundición de aleación endurecida (dureza HB220-250) y el diseño de cojinete flotante doble (holgura de 0,04-0,06 mm), el MTBF (tiempo medio entre fallos) del turbocompresor alcanza las 12 000 horas, con una vida útil del B10 (90 % de fiabilidad) superior a las 20 000 horas, lo que reduce los costos totales de operación y mantenimiento en un 25 %.