汽油机的机械增压(二)

3、涡轮增压器的流量特性 涡轮增压器由压气机和涡轮机组成,两者都是叶片机械,而且装在同一根轴上。它们的流量特性必须分别讨论。现代涡轮增压器的最高转速可达200,000r/min左右。发动机的废气推动涡轮机旋转,进而带动压气机旋转。压气机将新鲜空气压缩后送入发动机燃烧室。从理论上说,流过涡轮机的废气质量流量等于流过压气机的空气质量流量与单位时间内喷入发动机燃烧室的     

带废气调节阀的可变几何涡轮增压器性能试验研究

基于增压器性能试验台,对带废气调节阀的可变几何截面涡轮增压器(VGT)进行性能试验,得到不同VGT叶片开度的涡轮流通特性、废气调节阀调节特性及压气机流量特性曲线。结果表明,随着VGT叶片开度的增大,涡轮流通能力增大;废气调节阀在开启角度5°~15°调节时,涡轮增压器转速迅速下降,调节能力较强,但开启角度超过20°时转速基本不变,其调节能力达到极限;压气机最大折合流量达到0.31 kg/s,最高压比达到2.98,不同转速下的最高效率均在71%以上。     

增压器涡轮叶片振动分析及其可靠性评价方法研究

针对增压器涡轮叶片振动失效模式,研究了涡轮叶片振动分析与可靠性评价方法。结合某增压器涡轮,利用共振线图建立了涡轮叶片振动失效判据。考虑涡轮叶片振动固有频率分散性与涡轮工作转速随机性的影响,建立了能够体现叶片振动固有频率、工作转速、叶片数、寿命指标、最小谐振阶数等参数的涡轮叶片振动可靠度与失效率计算模型,研究了涡轮叶片振动可靠度与失效率的变化规律,给出了涡轮叶片振动可靠寿命确定方法。运用所建立的方法及模型,能够科学地计算出增压器涡轮叶片振动的可靠度与失效率变化规律以及可靠寿命。     

高原环境下增压器压气机叶轮轮毂疲劳可靠性研究

针对涡轮增压器压气机叶轮在高原地区工作时潜在的轮毂疲劳失效模式,研究了高原环境下涡轮增压器转速的变化规律以及压气机叶轮轮毂疲劳失效危险部位的应力。在此基础上,建立了增压器压气机叶轮的轮毂疲劳可靠度计算模型,分析了增压器压气机叶轮轮毂疲劳可靠度随不同海拔高度的变化规律。研究表明,当发动机在高海拔地区工作时,涡轮增压器压气机叶轮发生轮毂疲劳失效的风险在增大,随着海拔高度的增加,压气机叶轮轮毂的疲劳可靠性在降低。     

高功率柴油机用的可变截面涡轮增压器

高功率涡轮增压柴油机需要一个装有高压比、宽流量、不喘振的高效率压气机的有效进气系统,同样,也需要有可变截面喷咀的高效率涡轮,以便在发动机低转速和小空气流量运转时,涡轮保持高转速。 为了满足上述要求,美国陆军坦克机动车辆研究发展局制订了一项研制涡轮增压器的规划,其中规定涡轮增压器采用后弯叶轮的离心式压气机和径流式涡轮。为了控制喘振,压气机采用楔形可转动叶片扩压器;为了控制涡轮进气面积,径流式涡轮采用可转动喷咀叶片。 涡轮增压器经过几次反复设计和台架试验后,又同发动机一起进行了广泛的试验。通过试验证实,采用这种涡轮增压器能使柴油机性能得到相当大的改善。     

涡轮增压器压气机级性能仿真预测研究

采用Fine/Turbo软件对H145涡轮增压器压气机级进行数值模拟及流场分析。介绍了涡轮增压器压气机级建模及分析过程,分析了不同模拟方法对最终模拟结果的影响。结果表明,采用CFD数值模拟和流场分析的方法对压气机级性能进行预测是可行的,可以满足增压器多方案性能优化选型需求。     

柴油机涡轮增压器叶轮优化设计

以某废气涡轮增压柴油机为研究对象,以提高发动机性能为目标,使用CFD方法对其涡轮增压器的叶轮进行优化设计。通过分析叶轮内部流场,将叶轮叶片的叶型进行了改进设计,叶轮内部流场得到了优化。通过CFD计算得到了优化后的压气机MAP图,并将优化设计后的增压器安装到柴油机上进行了试验研究。结果表明,根据CFD计算结果对压气机叶轮结构进行优化设计具有可行性,优化设计的压气机能够在全转速范围内降低发动机燃油消耗率。     

放气的涡轮增压器改善柴油机的低速扭矩特性

<正> 将压气机放出的气流引入涡轮的涡轮增压器已经在热力机械公司(Thermo MechanicalSystems Co.)研制出来了,这种涡轮增压器可以改善美国陆军的VHO(very highoutput)甚高输出功率8·6-L柴油机的低速扭矩特性。通过将空气从扩压器毂盘和扩压器叶片表面放出可使原准机的低速扭矩提高75％。同时,放气的涡轮增压器也改善了柴油机的燃油消耗率。     

离心式压气机CFD仿真分析

利用AVL FIRE软件以某车用涡轮增压器为研究对象,对其离心式压气机进行稳态仿真,获取压气机的特性曲线,仿真结果与实验结果大致吻合;分析了压气机的内部流场,找出了流动损失的关键部位,为压气机的优化提供重要参考。     

涡轮增压器轴向力稳态数值模拟及优化

采用Numeca数值分析软件建立了某增压器涡轮机及压气机端流场网格模型,并计算出发动机不同转速下涡轮增压器的涡轮端及压气机端的稳态轴向力分布,分析得出由涡轮端指向压气机端方向的轴向力值较大,而由压气机端指向涡轮端方向的轴向力值较小。对压气机叶轮流场进行了分析,发现压气机叶轮背部间隙内的静压分布与轴向力大小紧密相关;研究了叶轮叶顶间隙对轴向力的影响,发现叶轮轴向间隙对轴向力的影响比径向间隙大,但效率损失亦较大。在保证涡轮机效率不降低的原则下,对涡轮箱流道截面进行了改进,轴向力在发动机高转速下降低约8N。     

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。     

涡轮增压器常见故障分析

引言 废气涡轮增压器在发动机上被广泛应用，增压器的工作是否正常，直接关系到发动机的工作效率。涡轮增压器利用发动机排出的废气能量，驱动涡轮高速旋转，带动与涡轮同轴的压气机叶轮高速旋转，压气机将空气压缩进入发动机的气缸，增加了发动机的充气量，可供更多的燃油完全燃烧，从而提高了发动机的功率，降低了燃油的消耗，同时由于燃烧条件的改善，减少了废气中有害物质的排放，还可以降低噪声。     

车用小型涡轮增压器叶顶间隙可磨耗涂层控制技术研究

采用Numeca数值分析软件建立了车用小型涡轮增压器压气机端流场网格模型,并研究了不同叶顶间隙对压气机性能的影响,分析得出叶顶间隙对压气机性能影响较大,每增加0.1 mm间隙后压比降低约3%,效率则降低约2%。研制了压气机叶轮叶顶间隙可磨耗涂层,减小了叶顶间隙,研究发现:压气机试验峰值效率提升了近1.5%,各转速下压比也得到了不同程度的提升,涂层在增压器高转速运转较长时间后磨耗均匀,叶轮与涂层刮擦后完好无损。研制了涡轮机叶顶间隙耐高温可磨耗涂层,经发动机匹配试验对比发现,中低速扭矩提升了2%左右,燃油消耗率在1 883 r/min下降低了3.5%。对蜗壳涂层开展了200 h可靠性考核验证,发现涂层磨耗均匀无掉块,涡轮叶片与高温涂层刮擦后无损伤,验证了可磨耗涂层技术在车用小型涡轮增压器领域应用的可行性。     

改善涡轮增压发动机响应特性的气动助力方案

在涡轮增压内燃机上,增压空气系统如要在加速过程中驱动涡轮增压器的转子,能采用可变几何截面涡轮增压器和电动辅助增压器以替代机械式压气机,从而改善增压发动机瞬态运行时的动态性能。保时捷工程公司比较了几种不同的气动助力方案,并得出了相关结论。     

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。     

信息

带可变扩压器的压气机据报道,日本石川岛播磨公司成功地研制出带可变扩压器的涡轮增压器压气机。该压气机是配套柴油机和汽油机排量为2L～3L级,是专为叶轮直径为5 0mm左右的车用增压器而设计的。这种压气机的叶片自动伸缩实现了可变功能,使扩压器兼顾了有叶扩压器和无叶扩压器的优点,实现了宽广的工作区域和高效率的目的。可变机构采用空气压力驱动环状振动片使扩压器的叶片移动,其上配置有许多叶片的金属轮盘与环状振动片连接,通过带狭缝的罩盖进行驱动。位于环状振动片后面的弹簧把叶片金属轮盘顶在压气机蜗壳的壳体侧即成为有叶状态;在…     

车用涡轮增压器的轴密封与轴承

介绍了当今日本汽车用涡轮增压器压气机叶轮和涡轮的轴密封，论述了车用涡轮增压器使用的浮动轴承和滚动轴承的最新技术动向。     

发动机废气涡轮增压知识问答（二）

6．废气涡轮增压器的结构如何？ 图12-7所示为径流式涡轮增压器的结构图。废气涡轮增压器由压气机、涡轮及中间壳体组成。压气机部分由压气机叶轮2、压气机壳3和扩压器4等组成单级离心式压气机：涡轮机部分由涡轮壳12、涡轮和叶轮15、喷嘴环18和涡轮端盖板17等组成单级径流式涡轮机。压气机叶轮2与涡轮机叶轮15装在同一根轴上构成转子组．并支承中间支承体两端的浮动轴承21上。中间支承体左端装有压气机壳3．右端装有涡轮壳12。     

基于连续小波变换的柴油机涡轮增压器振源识别

柴油机涡轮增压器高频振动严重影响到柴油机及整个动力系统的运转可靠性.针对涡轮增压器的主要振源进行识别分析研究,可有效地指导振动控制和本体振动响应优化.针对涡轮增压器本体振动响应具有的高频、宽频带、时变非稳态等特征,利用连续小波变换方法在信号处理中具有的多尺度计算分析频率、精准定位发生时间等时频特性优势,开展瞬态激励下动态振源信号识别分析研究.结合涡轮增压器结构特征及工作原理,对瞬态工况下涡轮增压器振动响应的主要振动源进行识别分析研究,获得气动载荷、转子质量不平衡等激励下的时频特性.通过解析稳态工况(50 513 r/min)下涡轮增压器的振动响应频谱特征信息,结合涡轮增压器结构特征,对涡轮增压器主要振源识别结果进行分析验证.研究结果表明:连续小波变换方法可直观、精准识别涡轮增压器本体振源时频特征.在瞬态工况和稳态工况下,涡轮增压器本体振动受气动载荷激励冲击影响最大,主要表现为叶片通过频率处的空气冲击振动和高频宽频带的结构振动.在稳态工况下,涡轮增压器受转子质量不平衡激励影响明显,主要表现为转频及倍频处发生振动响应峰值现象.     

涡轮增压器压气机喘振故障的分析排除

压气机喘振是由于压气机流量小于某一数值后,压气机出口压力发生激烈的周期性变化引起的,并且伴随有一种喘息的噪声。喘振严重时,涡轮增压器转子将发生抖动,甚至导致叶片或轴承的损坏。涡轮增压发动机使用中为什么压气机会发生喘