工程機械增壓器高性能化的技術方向

發(fā)布日期：2023-02-22 00:00 來源：http:// 點擊：

目前，渦輪增壓器在汽車領域中得到了廣泛的應用。雖然各生產廠家在對產品的開發(fā)各具特色，開發(fā)的特點根據其用途也各有差別，但是高效率化、小型化、大容量化的特點則都是一致的。尤其是對于卡車，工業(yè)用和船用增壓器而言，高壓比增壓器Z近一直為重點發(fā)展的趨向之一。作為汽車用的產品而言，對其低速性能和加速跟隨性的改善，仍然有著強烈的要求。
一、實現渦輪的小型化和大容量化。

由于柴油機比功率的增大以及對安裝方便性要求的提高，在實現渦輪與壓氣機高效率化的同時，對其實現小型化和大容量化的要求也增強了。此外，對提高汽車用增壓器的加速性能也成為重要課題。渦輪直徑的減小，對轉子的轉動慣量減低效果很大。
徑流渦輪葉輪的比較

①傳統(tǒng)型；②高比轉速型；③高比轉速混流型

為此，根據小型化、大容量化的要求，開發(fā)了高比轉速的徑流渦輪，它減小了進口直徑、增大了出口直徑以便能增加流量。這種高比轉速的渦輪，用于汽車用的渦輪增壓器，比傳統(tǒng)型的渦輪形狀更小，重量也可減輕20%以上。
小型高比轉速的高速型渦輪增壓器

①傳統(tǒng)型；②新型

不僅開發(fā)了高比轉速的徑流渦輪，而且還開發(fā)了混流型渦輪。這樣，混流型渦輪流量比高比轉速型的漏輪流量約增大14%，效率也提高了幾個百分點。此項成果已被應用于船用柴油機徑流據輪和載重汽車渦輪。
混流型渦輪增壓器
二、壓氣機的大流量他與應用范圍的擴大。

與渦輪一樣，對壓氣機也要求能穩(wěn)定地在寬廣的流量范圍里工作，亦即為了擴大喘振線和阻塞線之間的工作范圍，把壓氣機葉片設計成向后彎的形式。特別是汽車用的增壓器，超過40度的后彎角也不少見。而且，在新壓氣機葉輪的開發(fā)中，在加大進口直徑，使出口與進口直徑差減小的同時，采用型線長而平滑的葉片的高比轉速型的新型葉輪，已經成為主流。
高比轉速型壓氣機的相對速度

①相對馬赫數；②葉片型線長度；③傳統(tǒng)型

其結果使比轉速由傳統(tǒng)的0.15以下提高到0．20左右。而且Z近開發(fā)了混流型的葉輪，通過許多效值模擬與實驗表明，甚至出現了比轉速高達0．24的壓氣機葉輪。
壓氣機葉輪的比較

①高比轉速混流型；②傳統(tǒng)型

一方面，為了擴大流量使用范圍不僅在葉片的葉型方面進行了開發(fā)，也進行了罩殼形狀的改進。并且人們對導風輪處，設置旁通通道作了新的嘗試。即在小流量時氣流可以在旁通通道內進行循環(huán)，以防止喘振而在大流量時也可以從通道內吸入空氣，使阻塞推遲。

這是一項嶄新的嘗試。其結果與傳統(tǒng)型相比較，喘振線可以向小流量一側移動2O～30%，而阻塞振線可以向大流量一側擴大5~9%。
導風輪處旁通通道的效果

①阻塞側；②喘振側
以上介紹了有關為實現渦輪增壓器的高性能化和高技術化的世界上主要制造廠家技術開發(fā)的動向。

各生產廠家都在積極地解決技術上的困難，并且根據多種多樣的用戶需要進行著開發(fā)工作。但是Z大的問題也許是與成本有關的問題。事實上，同實現高性能化，高技術化相比，在汽車用的增壓器制造廠家中，在以前的產品中，也把降低成本化置于Z優(yōu)先的地位．在今后的增壓器領域中將如何發(fā)展下去，這是值得關注的。

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