工程機(jī)械增壓器高性能化的技術(shù)方向

發(fā)布日期：2016-09-06 14:04 來源：http://tzxyw.cn 點擊：

目前，渦輪增壓器在汽車領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。雖然各生產(chǎn)廠家在對產(chǎn)品的開發(fā)各具特色，開發(fā)的特點根據(jù)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，高壓比增壓器最近一直為重點發(fā)展的趨向之一。作為汽車用的產(chǎn)品而言，對其低速性能和加速跟隨性的改善，仍然有著強烈的要求。
一、實現(xiàn)渦輪的小型化和大容量化。

由于柴油機(jī)比功率的增大以及對安裝方便性要求的提高，在實現(xiàn)渦輪與壓氣機(jī)高效率化的同時，對其實現(xiàn)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(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)速型；③高比轉(zhuǎn)速混流型
   為此，根據(jù)小型化、大容量化的要求，開發(fā)了高比轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)速的高速型渦輪增壓器
   ①傳統(tǒng)型；②新型
   最近，不僅開發(fā)了高比轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(yīng)用于船用柴油機(jī)徑流據(jù)輪和載重汽車渦輪。
   混流型渦輪增壓器
二、壓氣機(jī)的大流量他與應(yīng)用范圍的擴(kuò)大。
   與渦輪一樣，對壓氣機(jī)也要求能穩(wěn)定地在寬廣的流量范圍里工作，亦即為了擴(kuò)大喘振線和阻塞線之間的工作范圍，把壓氣機(jī)葉片設(shè)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(jī)葉輪的開發(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，采用型線長而平滑的葉片的高比轉(zhuǎn)速型的新型葉輪，已經(jīng)成為主流。
   高比轉(zhuǎn)速型壓氣機(jī)的相對速度
   ①相對馬赫數(shù)；②葉片型線長度；③傳統(tǒng)型
   其結(jié)果使比轉(zhuǎn)速由傳統(tǒng)的0.15以下提高到0．20左右。而且最近開發(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(xiàn)了比轉(zhuǎn)速高達(dá)0．24的壓氣機(jī)葉輪。
   壓氣機(jī)葉輪的比較
   ①高比轉(zhuǎn)速混流型；②傳統(tǒng)型
   一方面，為了擴(kuò)大流量使用范圍不僅在葉片的葉型方面進(jìn)行了開發(fā)，也進(jìn)行了罩殼形狀的改進(jìn)。并且人們對導(dǎo)風(fēng)輪處，設(shè)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(nèi)進(jìn)行循環(huán)，以防止喘振而在大流量時也可以從通道內(nèi)吸入空氣，使阻塞推遲。
   這是一項嶄新的嘗試。其結(jié)果與傳統(tǒng)型相比較，喘振線可以向小流量一側(cè)移動2O～30%，而阻塞振線可以向大流量一側(cè)擴(kuò)大5~9%。
   導(dǎo)風(fēng)輪處旁通通道的效果
   ①阻塞側(cè)；②喘振側(cè)
   以上介紹了有關(guān)為實現(xiàn)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家技術(shù)開發(fā)的動向。
   各生產(chǎn)廠家都在積極地解決技術(shù)上的困難，并且根據(jù)多種多樣的用戶需要進(jìn)行著開發(fā)工作。但是最大的問題也許是與成本有關(guān)的問題。事實上，同實現(xiàn)高性能化，高技術(shù)化相比，在汽車用的增壓器制造廠家中，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。