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工程机械增压器涡轮高性能化的技术方向

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工程机械增压器涡轮高性能化的技术方向

发布日期:2021-01-18 作者: 点击:

工程机械增压器涡轮高性能化的技术方向    


目前,工程机械增压器涡轮在汽车领域中得到了广泛的应用。虽然各生产厂家在对产品的开发各具特色,开发的特点根据其用途也各有差别,但是高效率化、小型化、大容量化的特点则都是一致的。尤其是对于卡车,工业用和船用增压器而言,高压比增压器最近一直为重点发展的趋向之一。作为汽车用的产品而言,对其低速性能和加速跟随性的改善,仍然有着强烈的要求。
一、实现涡轮的小型化和大容量化。


由于柴油机比功率的增大以及对安装方便性要求的提高,在实现涡轮与压气机高效率化的同时,对其实现小型化和大容量化的要求也增强了。此外,对提高汽车用增压器的加速性能也成为重要课题。涡轮直径的减小,对转子的转动惯量减低效果很大。  


 径流工程机械增压器涡轮叶轮的比较
    ①传统型;②高比转速型;③高比转速混流型
    为此,根据小型化、大容量化的要求,开发了高比转速的径流涡轮,它减小了进口直径、增大了出口直径以便能增加流量。这种高比转速的涡轮,用于汽车用的涡轮增压器,比传统型的涡轮形状更小,重量也可减轻20%以上。
    小型高比转速的高速型涡轮增压器
    ①传统型;②新型
    最近,不仅开发了高比转速的径流涡轮,而且还开发了混流型涡轮。这样,混流型涡轮流量比高比转速型的漏轮流量约增大14%,效率也提高了几个百分点。此项成果已被应用于船用柴油机径流据轮和载重汽车涡轮。
    混流型涡轮增压器
二、压气机的大流量他与应用范围的扩大。
    与涡轮一样,对压气机也要求能稳定地在宽广的流量范围里工作,亦即为了扩大喘振线和阻塞线之间的工作范围,把压气机叶片设计成向后弯的形式。特别是汽车用的增压器,超过40度的后弯角也不少见。而且,在新压气机叶轮的开发中,在加大进口直径,使出口与进口直径差减小的同时,采用型线长而平滑的叶片的高比转速型的新型叶轮,已经成为主流。
    高比转速型压气机的相对速度
    ①相对马赫数;②叶片型线长度;③传统型
    其结果使比转速由传统的0.15以下提高到0.20左右。而且最近开发了混流型的叶轮,通过许多效值模拟与实验表明,甚至出现了比转速高达0.24的压气机叶轮。
    压气机叶轮的比较
    ①高比转速混流型;②传统型
    一方面,为了扩大流量使用范围不仅在叶片的叶型方面进行了开发,也进行了罩壳形状的改进。并且人们对导风轮处,设置旁通通道作了新的尝试。即在小流量时气流可以在旁通通道内进行循环,以防止喘振而在大流量时也可以从通道内吸入空气,使阻塞推迟。
    这是一项崭新的尝试。其结果与传统型相比较,喘振线可以向小流量一侧移动2O~30%,而阻塞振线可以向大流量一侧扩大5~9%。
    导风轮处旁通通道的效果
    ①阻塞侧;②喘振侧
    以上介绍了有关为实现涡轮增压器的高性能化和高技术化的世界上主要制造厂家技术开发的动向。
    各生产厂家都在积极地解决技术上的困难,并且根据多种多样的用户需要进行着开发工作。但是最大的问题也许是与成本有关的问题。事实上,同实现高性能化,高技术化相比,在汽车用的增压器制造厂家中,在以前的产品中,也把降低成本化置于最优先的地位.在今后的增压器领域中将如何发展下去,这是值得关注的。

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