可调涡轮喷嘴导流叶片气动转矩的试验研究

采用测力传感器对可调喷嘴涡轮的喷嘴环调节机构的驱动力进行了测量。在考虑了喷嘴环气动转矩的传递过程后,通过换算,求出了气动力作用在喷嘴导流叶片转轴上的转矩。经过重复试验测试,试验结果具有可重复性,证明该测试方法简单有效。由试验得出,在导流叶片开度相同条件下,气动转矩随涡轮中气体质量流量的增加而增大;在流量相同的条件下,气动转矩随导流叶片开度的减小而减小,甚至会改变转矩方向而为负值。此结果为设计喷嘴环调节机构提供了参考依据,并为采用CFD方法对导流叶片气动转矩在发动机全工况范围内的变化进行研究提供了数值基础。     

可变涡轮增压技术及其试验研究

论述了传统增压器存在的问题，可变涡轮增压器的工作原理及常见可变涡轮增压器流通能力的控制形式。分析了双叶片整体式轴向移动可变喷嘴废气涡轮增压器的结构特点及不同转 速下的喷嘴构成原理，并对采用不同叶位置的涡轮增压器进行了发动机性能对比试验。     

车用涡轮机复合喷嘴初步优化设计

提出了一种新型的涡轮喷嘴结构——复合喷嘴,针对该新型的涡轮可调喷嘴结构进行了数值模拟,对喷嘴叶片周向位置、叶片安装角和叶片数等参数进行了初步优化,并分析了气动损失偏大的流动机理。数值仿真结果表明,该喷嘴总压损失相对于单叶片VNT喷嘴略大,喷嘴段总压损失增大1.4%。     

径流式车用钛铝合金增压器涡轮叶片高温持久寿命研究

针对径流式车用钛铝合金增压器涡轮,分析涡轮叶片的载荷与应力空间分布特征,指出叶片高温持久断裂失效模式是钛铝合金增压器涡轮的潜在失效模式之一。试验研究钛铝合金增压器涡轮的高温持久性能,给出钛铝合金涡轮高温持久寿命同应力与温度之间的数学关系。基于发动机耐久性台架考核试验剖面,建立钛铝合金增压器涡轮对应叶片高温持久断裂失效模式的寿命预测模型,并对某型车用钛铝合金增压器涡轮的叶片高温持久寿命进行预测。研究表明,该型钛铝合金增压器涡轮叶片高温持久寿命高于服役寿命,能够满足使用要求。     

2.0L柴油机用JK48可调喷嘴涡轮增压器的设计研究

根据2.0L增压柴油机参数要求,设计了JK48可调喷嘴涡轮增压器,利用Numeca软件对设计的JK48可调喷嘴涡轮增压器进行了计算分析,进行了JK48可调喷嘴涡轮增压器与发动机的性能匹配试验,将其结果与原机的试验结果进行了比较,研究结果表明,JK48可调涡轮增压器可以满足发动机的性能要求.     

RHF系列VGS涡轮增压路

据报道，石川岛播磨公司针对市场发展动向，开发了RHF系列VGS涡轮增压器并投放市场。通过对压气机和涡轮的改进，使VGS涡轮增压器的性能得到了很大提高。RHF系列VGS涡轮增压器包括RHF3V，RHF4V，RHF5V，RHF55V等型号，配机排量范围从1．5L～4．0L。其整体的结构特征是在涡轮箱出口端布置可变机构，中间部分力求与放气阀式的涡轮增压器通用。涡轮叶轮入口处配置的多叶片可调式喷嘴可获得很宽广的可变流量区域和高效率。喷嘴驱动机构采用了该公司自行开发的滑动式联轴节方式。     

可变喷嘴涡轮增压器控制策略研究

设计了可变喷嘴涡轮增压器控制策略。以潍柴蓝擎共轨柴油机为平台进行了可变喷嘴涡轮增压器性能匹配试验,台架试验显示,所设计的控制策略可实现可变喷嘴涡轮增压器的精确控制,对提高发动机低速扭矩,改善发动机低速和部分负荷时的经济性效果显著。     

JK90S可变喷嘴涡轮增压器试验研究

将所设计的JK90S转叶式可变喷嘴涡轮增压器进行了涡轮性能试验。试验结果表明,它能够有效地调节涡轮特性。进行了可变喷嘴涡轮增压器与WD615柴油机的匹配试验,并将匹配结果与原机进行了试验比较;结果表明,柴油机低速动力性和部分负荷低速燃油消耗都得到了改善。     

ABB公司的可变几何涡轮增压器

介绍了ABB公司最新推出的TPS系列可变几何涡轮增压器采用的可变喷嘴环技术和0间隙设计技术等；采用最优的材料组合，提高增压器的可靠性。经试验验证，该系列增压器可以降低柴油机油耗，改善排放。     

可变喷嘴涡轮增压器与发动机的匹配分析

通过可变喷嘴涡轮增压器与发动机的匹配试验测得增压压力和排气压力值,结合发动机的结构参数,计算了发动机的流通特性,建立了可变喷嘴增压器与发动机的联合工作曲线。对联合工作曲线的分析表明设计的可变喷嘴涡轮增压器与发动机匹配良好,不会出现喘振和阻塞。     

喷嘴叶片形状的改善对涡轮增压器效率的影响

对涡轮增压器蜗壳内流场进行了三维CFD模拟,分析了蜗壳内的流动并找到了叶片造成流动损失的原因,然后引入双纽线流量计的工作原理对叶片尤其是造成流动损失大的叶片头部进行了重新设计,进而对新方案进行了CFD模拟和叶片的加工及整机试验,模拟和试验结果表明新设计的叶片对增压器效率有明显提高。     

增压器涡轮叶片设计方法研究

介绍了车用涡轮增压器涡轮叶片的一种新的设计方法。新设计的这种涡轮叶片截面形状为曲线形，叶片端部厚度减小，根部顾度增加，从而提高了叶片的自振频率，减小了叶片转动惯量，改善了涡轮工作的可靠性和发动机的加速性，该设计方法对于实现涡轮叶片的ＣＡＤ，ＣＡＭ有实用意义。     

增压器轴承和密封环温度试验研究

为找出影响涡轮增压器涡轮端轴承和密封环温度的关键因素,在涡轮增压器试验台架上对影响涡轮增压器涡轮端轴承和密封环温度因素进行了测试研究。研究结果表明:涡前温度是影响涡轮端轴承和密封环峰值温度的主要因素;在瞬态运行工况下,由于在轴承体内产生了热倒流现象而导致涡轮端轴承的温度变化趋势是先从稳态运行温度开始升高并达到峰值温度后又开始降低,而涡轮端密封环的温度则不受热倒流现象的影响,其变化趋势始终是从稳态运行温度开始慢慢降低。     

周向进气角对部分进气涡轮性能影响的数值研究

针对一种新型的部分进气可变截面涡轮增压器,采用数值研究方法对不同周向进气角涡轮的低速工况性能及内部流场进行了分析研究,掌握了部分进气涡轮的工作特性和内部流动损失机理,明确了周向进气角对涡轮效率和流量的影响程度,为实现增压器与不同类型发动机的匹配提供了依据。     

Issues in the integration of active control turbochargers with internal combustion engines

The application of active control means to regulate the flow of exhaust gas in a turbocharger turbine is a concept developed by the Turbomachinery Group at Imperial College, London. It is a new concept the first results of which were made public in 2004. This paper presents the theoretical grounding behind the idea, its development and the elements required for a successful implementation of active control for a turbocharger turbine and the integration of such a turbocharger system within an internal combustion engine. This paper is intended to fill a gap in the theoretical understanding of the issues pertaining to the concept of Active Control for Turbocharger Turbines. The discussion is led towards a theory summarising the flow physics and their effect on the behaviour of the exhaust gas flow occurring during turbocharger turbine inlet geometrical changes and the implications from the periodic nature of these geometric changes in particular with respect to cycle performance results both for the turbocharger and for the engine. This paper is written with the purpose of presenting a realistic context of ACT operation by identifying and considering those parameters relevant to the operation and successful application of ACT to an internal combustion engine. In addition, the requirements for a dedicated ACT control strategy which can be effective in the ACT-engine integrated environment are, also, highlighted.     

增压器混流涡轮的设计和试验研究

为了提高车用增压器涡轮的性能,针对某柴油机匹配的JP78B增压器进行了混流涡轮设计和试验研究。利用叶轮机械CFD软件NUMECA,对所设计的8个混流涡轮叶轮进行了叶轮内部流动的计算,分析了叶轮进口倾斜角、叶轮进口攻角、叶轮宽度和叶片数对混流涡轮叶轮性能的影响,进行了混流涡轮和径流涡轮的性能试验。试验结果表明,混流涡轮比径流涡轮效率高,并且涡轮最高效率点的u/co小。     

脉冲全周进气和非全周进气涡轮性能比较的数值研究

分别设计了全周进气双流道涡轮和非全周进气双流道涡轮,通过数值模拟,对两种结构进行了全工况性能分析。结果表明,非全周进气双流道涡轮的效率高于全周进气双流道涡轮。通过流场分析揭示了涡轮内部流动损失机理,从而了解两种结构对涡轮效率和输出功率的影响,为涡轮增压器的进一步开发提供一定的理论依据。