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工程機械增壓器高性能化的技術(shù)方向

發(fā)布日期:2016-09-06 14:04 來(lái)源:http://www.tokoangela.com 點(diǎn)擊:

工程機械增壓器高性能化的技術(shù)方向    

目前,渦輪增壓器在汽車(chē)領(lǐng)域中得到了廣泛的應用。雖然各生產(chǎn)廠(chǎng)家在對產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)各具特色,開(kāi)發(fā)的特點(diǎn)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(diǎn)則都是一致的。尤其是對于卡車(chē),工業(yè)用和船用增壓器而言,高壓比增壓器最近一直為重點(diǎn)發(fā)展的趨向之一。作為汽車(chē)用的產(chǎn)品而言,對其低速性能和加速跟隨性的改善,仍然有著(zhù)強烈的要求。
一、實(shí)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(shí)現渦輪與壓氣機高效率化的同時(shí),對其實(shí)現小型化和大容量化的要求也增強了。此外,對提高汽車(chē)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(dòng)慣量減低效果很大。  

 徑流渦輪葉輪的比較
    ①傳統型;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(kāi)發(fā)了高比轉速的徑流渦輪,它減小了進(jìn)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(chē)用的渦輪增壓器,比傳統型的渦輪形狀更小,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傳統型;②新型
    最近,不僅開(kāi)發(fā)了高比轉速的徑流渦輪,而且還開(kāi)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(gè)百分點(diǎn)。此項成果已被應用于船用柴油機徑流據輪和載重汽車(chē)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定地在寬廣的流量范圍里工作,亦即為了擴大喘振線(xiàn)和阻塞線(xiàn)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(chē)用的增壓器,超過(guò)40度的后彎角也不少見(jiàn)。而且,在新壓氣機葉輪的開(kāi)發(fā)中,在加大進(jìn)口直徑,使出口與進(jìn)口直徑差減小的同時(shí),采用型線(xiàn)長(cháng)而平滑的葉片的高比轉速型的新型葉輪,已經(jīng)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(xiàn)長(cháng)度;③傳統型
    其結果使比轉速由傳統的0.15以下提高到0.20左右。而且最近開(kāi)發(fā)了混流型的葉輪,通過(guò)許多效值模擬與實(shí)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(jìn)行了開(kāi)發(fā),也進(jìn)行了罩殼形狀的改進(jìn)。并且人們對導風(fēng)輪處,設置旁通通道作了新的嘗試。即在小流量時(shí)氣流可以在旁通通道內進(jìn)行循環(huán),以防止喘振而在大流量時(shí)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。其結果與傳統型相比較,喘振線(xiàn)可以向小流量一側移動(dòng)2O~30%,而阻塞振線(xiàn)可以向大流量一側擴大5~9%。
    導風(fēng)輪處旁通通道的效果
    ①阻塞側;②喘振側
    以上介紹了有關(guān)為實(shí)現渦輪增壓器的高性能化和高技術(shù)化的世界上主要制造廠(chǎng)家技術(shù)開(kāi)發(fā)的動(dòng)向。
    各生產(chǎn)廠(chǎng)家都在積極地解決技術(shù)上的困難,并且根據多種多樣的用戶(hù)需要進(jìn)行著(zhù)開(kāi)發(fā)工作。但是最大的問(wèn)題也許是與成本有關(guān)的問(wèn)題。事實(shí)上,同實(shí)現高性能化,高技術(shù)化相比,在汽車(chē)用的增壓器制造廠(chǎng)家中,在以前的產(chǎn)品中,也把降低成本化置于最優(yōu)先的地位.在今后的增壓器領(lǐng)域中將如何發(fā)展下去,這是值得關(guān)注的。

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