寻求更可靠的铁路牵引用涡轮增压器

１９８７年底英国铁路投标购买１００台６０型大功率货运内燃机车。经过激烈竞争，最后由英国Ｂｒｕｓｈ机电公司中标。该型机车装用一台Ｍｉｒｒｌｅｓｓ Ｂｌａｃｋｓｔｏｎｅ公司的８ＭＢ２７５型柴油机，该机配装一台ＢＢＣ ＶＴＣ３０４型涡轮增压器，而这种涡轮增压器在当时并无铁路应用经验。为此，英国铁路获得了一批几何相似的ＢＢＣ ＶＴＣ２５４型涡轮增压器，进行配机型式试验，试验台耐久试验及装车试验，从而为６０     

MANB＆W新一代涡轮增压器

为了进一步提高二冲和四冲程柴油停机的比功率，要求采用能以４．５和更高压比可靠工作的涡轮增压器，近年来，ＭＡＮＢ＆Ｗ柴油机公司开发了一种能完全满足这一要求的新一代涡轮增压器，文中介绍了新开发的采用轴流式涡轮的ＮＡ系列涡轮增压器和采用径流式涡轮的ＮＲ系列涡轮增压器的主结构特点和一些试验结果。     

ABB涡轮增压器—大型柴油机的必备部件

简要介绍了ＡＢＢ公司涡轮增压器生产的发展历史；给出了ＡＢＢＶＴＲ、ＶＴＣ．．４和ＲＲ．．１三种系列涡轮增压器的设计、结构特点及范围；分析了用动力涡轮对对乘余废气能量进行回收利用的原理；最后还简述了ＡＢＢ公司为获得商业成功而用户提供的种咨询和产品售后服务。     

TPL—一种新的可满足现代柴油机需要的涡轮增压器系列

ＡＢＢ涡轮增压器系统有限公司开发出一种可满足当前和今后几代功率在１０００ｋＷ以上的低、中、高速发动机需要的ＴＰＬ新型涡轮增压器系列。该系列涡轮增压器的压比、效率、通泫能力上均得到提高，且这种结构紧凑的新型涡轮增压器优先考虑了用户对可靠性好、寿命长、大修期长和检修方便的要求，已有３００台ＴＰＬ系列涡轮增压器装机使用，发动机的运用经验证实了在试验室内获得的热力学性能测量结果。     

ABB公司VTR184型涡轮增压器的滑动轴承

介绍了ＡＢＢ公司开发的新系列ＴＰＬ涡轮增压器用的滑动轴承，这种轴承将取代该公司生产的ＶＴＲ系列涡轮增压器的滚动轴承。计算分析表明：这种滑动轴承的寿命可以提高到１５０００￣２００００ｈ，制造成本可下降约５０％￣６６％。     

内燃机车采用混流式涡轮增压器的优越性

阐述了混流式涡轮增压器的特征，并从国外混流式涡轮增压器流式涡轮增压器的对比试验结果，进一步说明了混流式涡轮增压器的先进动力性能和经济性能。建议我国铁路内燃机车采用混流式涡轮增压器。     

现代涡轮增压器的结构特点

介绍了以ABB公司TPL为代表的压比达5、总效率达70％的现状涡轮增压器的结构特点，阐述了当代涡轮增压器的压气机和涡轮通流元件以及轴承密封的设计计算项目和要求，必要的试验和测试对提高涡轮增压器可靠性和寿命的重要性。     

新一代涡轮增压器

简要介绍了瑞士巴登ＡＢＢ Ｔｕｒｂｏ Ｓｙｓｔｅｍｓ公司新近研制出的ＴＰＳ系列涡轮增压器的设计结构和性能特点。     

压比达5：1的ABB涡轮增压器

现代柴油机制造厂家一直在寻求提高原发动机的输出功率，降低其排气污染和确保其高可靠性地运转的途径。能够提供高增压压力，皮实、高效的增压器恰好可满足这种要求。为了满足柴油机制造业的需求，ＡＢＢ公司开发一种ＶＴＲ。４Ｐ型增压器。它的压比超过了以前的ＡＢＢ涡轮增压器而且可为多方面的用户提供高的成本效益。     

MAN B＆W公司TCR新系列涡轮增压器的开发和初步试验结果

MAN B＆W公司在成功地将它不久前开发的用于2100kW以上大功率四冲程和二冲程柴油机的TCA系列涡轮增压器投放市场之后，最近又开发出一种全新的、用于较小功率发动机的TCR系列涡轮增压器。该系列涡轮增压器可满足目前和未来柴油机和气体燃料发动机的市场需要。新系列涡轮增压器包括6种不同的尺寸规格，适合脉冲或定压增压，覆盖的发动机功率范围为390kW-5000kW。预定的应用范围包括船舶推进，发电机组、固定式和铁路牵引发动机。它的主要开发目的是高效率、高压比、高比质量流量、低重量、小外形尺寸、长寿命，易维修、运行安全、低产品成本和低寿命期成本。为了实现所有这些目的，MANB＆W公司必须完成一个广泛的开发和试验计划，以确保产品满足市场需要和具有高的运用可靠性。除了已经将一些模拟工具，诸如用于对所有相关的涡轮增压器部件进行空气动力学分析的3D—CFD（计算流体动力学程序）或用于静态和动态负荷计算以及转子动态模拟的FE（有限元）法，作为一种标准而加以利用外还在开发阶段初期首次进行了密封安全性计算。为了掌握顾客的特殊需要，在经过了复杂的QFD（质量功能开发）分析之后，提供了用户要求的技术务件。此外，涡轮增压器样机亦在燃烧器试验台上进行了广泛的试验以验证预期的按照一典型的柴油机特性曲线的工作特性。本文描述TCR系列涡轮增压器的开发过程和由它所提供的新的机会。另外，还介绍了通过台架试验和发动机试验所获得的初步结果，这些初步试验结果进一步证实了用户可从该系列涡轮增压器获得的主要好处。     

高流量高压比新系列涡轮增压器

ABB公司开发了一种新的TPS．.—F33系列涡轮增压器，可以满足目前和未来功率范围为500—3500kW的小型中速柴油机和大型高速柴油机及气体燃料发动机的要求。其开发的目标是：提高高效率工况下的压比和流量，提高可靠性、寿命及可维修性。TPS.．—F33系列涡轮增压器与TPS．．D／E系列涡轮增压器的外形尺寸相同，包括4种涡轮增压器型号。这些增压器具有较高的功率密度，因而可以大大提高发动机的功率。本报告曾在200l年国际内燃机会议(CIMAC)上获奖。文中介绍了新系列涡轮增压器的结构、性能，新压气机叶轮开发的过程，新系列涡轮增压器的试验结果以及与柴油机和气体燃料发动机的匹配情况。     

CN公司开发出新的涡轮增压器性能模拟软件

今天正在生产或正在运用的许多柴油机都装有涡轮增压器，而且其他类型发动机（无论是天然气发动机，还是汽油发动机或生物柴油发动机）也都装有涡轮增压器。每个发动机制造商和涡轮增压器制造商均有自己的试验和检验其产品的方法。随着人们对效率的要求越来越高和对性能的研究越来越细致，在发动机设计中性能模拟显得更为重要。     

涡轮增压器供应商满足柴油机的要求

简述了涡轮增压器的最新发展，其中包括采用计算流体动力学（CFD），有限元分析（FEA），新型软件等设计方法和手段以及采用新型材料等，使涡轮增压器能够满足柴油机的各种要求。     

K13B型石灰石漏斗车

简要介绍了Ｋ１３Ｂ型石灰石漏斗车的主要技术参数，结构，试验和运用及改进和发展等情况。     

三菱重工业公司MET涡轮增压器的改进

简单介绍了日本三菱重工业公司ＭＥＴ涡轮压器的发展过程和应用范围，侧重介绍了ＭＥＴ－ＳＤ系列涡轮增压器的结构改进和性能特点，并披露了该公司为满足未来高平均有效压力发动机的需要目前已开发和构想ＭＥＴ－ＳＥ系列和ＳＥ系列涡轮增压器。     

满足现代柴油机和气体燃料发动机的要求：TPL．．-C新一代涡轮增压器

今天,现代四冲程柴油机和气体燃料发动机的发展动力主要来自环境方面和增加输出功率的目标。发动机制造商和终端用户的要求成为开发TPL..-C新一代涡轮增压器的动力。以经过充分验证的TPL..-A和TPL..-B系列涡轮增压器为基础,进一步发展了TPL涡轮增压器的概念以便满足明天的中速四冲程柴油机和气体燃料发动机的要求。市场和排放法规要求在很大程度上影响了TPL..-C新一代涡轮增压器的开发。现代涡轮增压系统和苛刻的排放法规要求更高的效率、更高的压比和增加体积流量。此外,各种保证高水平的机械可靠性和良好的维修方便性的措施在设计一种新涡轮增压器时同样必须被考虑到。因此,最近的部件开发被引入新的涡轮增压器系列中。采用新的TPL..-C压气机级和涡轮级,用户可以得益于增大的涡轮增压器单位尺寸体积流量、宽广范围的体积流量、增加的增压压力和改善的效率。于是,TPL..-C涡轮增压器部件的特性将不仅有助于达到发动机的环境相容性要求,而且新的涡轮增压器系列亦将可以满足更高发动机功率输出和功率密度的需要。本文着重描述了发动机制造商及终端用户的要求对TPL..-C涡轮增压器设计的影响。除了性能特点外,主要的关键之点还有诸如耐久性、可靠性、就单位尺寸热力学潜力而言的紧凑性以及维修方便性。机械问题的的讨论包括涡轮增压器的高自然频率和封闭安全性。TPL..-C涡轮增压器已经过全面试验,但在其成功地投放市场之前仍必须经历一个苛刻和综合性的内部鉴定过程。     

新一代大型涡轮增压器

提高效率和能力始终是用于柴油机的大型涡轮增压器所追求的目标。涡轮增压器的高效率可以降低发动机的热负荷和提高热效率。同样地,涡轮增压器能力的增大可以使涡轮增压器的尺寸达到最小化,而这对于降低发动机的成本和节省空间是有利的。另一方面,涡轮增压器的设计者有时又不情愿改变设计,因为新的设计很可能就是产生技术问题的原因,而传统设计的可靠性已经被许多运用经验所证明。然而,三菱重工业有限公司还是作出决定,对其MET型涡轮增压器进行必要的设计修改,即改变涡轮叶片、涡轮进气壳与出气壳以提高涡轮增压器效率和涡轮能力。对已被理想的运用经验所证明的目前的设计的机械强度进行了核实并与新设计进行了对比。上述新部件的计算分析和试验结果表明,它们的性能要比目前的设计高得多。另外,为了降低进气消声器处的噪声水平和压力降,根据分析结果亦对消声器的设计进行了修改。新设计的优点已由涡轮增压器台架试验所证实。尽管上述设计修改不是很大,但对于改进性能却是有效的,并且对设计相容性或者对已得到证明的涡轮增压器的可靠性只有最小程度的影响。整篇文章勾划出下一代三菱涡轮增压器的概貌。     

Napier 7系列涡轮增压器的持续开发

为适应市场需求,Napier公司在上个世纪90年代末研制了NA297和NA357型涡轮增压器产品。这些产品在海运和发电应用领域确立了稳固的地位。开发工作的一个基本组成部分是一个受控的验证程序,Wrtsil柴油机公司对此给予了特别支持。该程序包括,在交付现场试验之前,先在Napier试验台上对涡轮增压器进行全面试验,然后在试验室内进行与发动机的配机试验。验证程序特别规定要在苛刻条件下(诸如:超负荷和负荷循环)测试涡轮增压器的性能和适应能力。进一步的现场验证还使公司能对更长期的效果(例如烧重油)作出评价。指定用于验证的样机仍处于监测之中,其验证结果被用于产品改进和强化新的开发工作。NA297和NA357型增压器的成功经验和通过验证程序的执行而产生的自信促进了Wrtsil公司和Napier公司之间在新的7系列产品方面的交流。新的NA397和NA307型增压器就是这种合作的结果。这些增压器的开发建立在早先产品的成功基础上,同时也吸收了在验证过程中得到的经验。NA397型涡轮增压器采用新的空气动力学叶轮和涡轮结构,并有许多其它新的或改进的结构特点。分析能力的提高有助于优化设计,最大限度地减小了叶轮的应力。采用了新的涡轮端密封系统,从而允许使用更高的油压,并且对因烧重油时润滑油污染造成的磨损加速问题更具适应能力。这种封密已被装置试验、试验台试验和现场运用所认可,从而确认其可信度。亦对增压器的涡轮出气壳进行了结构改进,采用新的转速传感器、模件式隔热装置并改变加工工艺以改进质量和控制成本。NA397型涡轮增压器在顺利通过第一阶段——试验室试验和装机试验后,于2003年夏季开始进行现场试验验证。在此期间,增压器以超负荷长时间运行并完成了500次快速全负荷循环。增压器还经受了热停机考验而未发生轴承损坏,并进行了全面的振动考查。NA307型涡轮增压器正处于设计阶段,它采用NA397型增压器中所用的新的Napier“PM”涡轮,并正在签订配套工具合同。首台样机将于2004年春季制成,届时,它将按NA397型增压器的程序完成初期鉴定。通过早期提供理论上的振动分析数据,将进一步加强合作,以保证安装特性得到优化。这一理论随后将由实际试验结果进行验证。这些新的涡轮增压器显示了制造商与用户之间的技术合作是有益的。双方共同开发涡轮增压器能更好地满足发动机的要求,并能保证提交给现场使用的产品首先经过全面验证。这种合作将继续,以研制出可靠的产品设备。     

2．0L涡轮增压进气道喷射与缸内直接喷射汽油机应用无节气门负荷控制策略的对比研究

对1台2．0L涡轮增压进气道喷射汽油机和1台对比用的2．0L涡轮增压缸内直接喷射汽油机进行了台架试验研究,这2台汽油机都采用全机械式连续可变气门升程技术的无节气门负荷控制策略。对比中使用的基础发动机是不带连续可变气门升程机构的缸内直接喷射涡轮增压汽油机。运行试验重点是研究部分负荷时的燃油耗及全负荷时的低速最大扭矩。在这2种发动机运行模式下,采用连续可变气门升程机构后,发动机性能比无连续可变气门升程机构的涡轮增压发动机更好。这是因为更好的涡轮增压器响应优化了扭矩特性。带连续可变气门升程机构的涡轮增压进气道喷射发动机的扭矩与涡轮增压直接喷射的基础发动机相当,但低速状态下扭矩比基础发动机更好。涡轮增压连续可变气门升程缸内直接喷射汽油机在全负荷低速状态下能获得最大扭矩。涡轮增压连续可变气门升程进气道喷射汽油机在降低燃油耗方面具有更大的潜力。     

乘用车用小型涡轮增压器的开发

发动机要实现小型化与高功率化，需要采用涡轮增压器等有效装置。近年来，汽油机在应用直接喷射技术的同时，也开始重视涡轮增压器的应用，而柴油机配装可变截面涡轮增压器的实例则更多。日本IHI公司正在开发乘用车用的小型涡轮增压器，并将涡轮增压器的小型化，以及改进结构部件的质量和外形尺寸列为开发目标。通过应用一系列新技术和新工艺，开发出的涡轮增压器相比其他机型，可减轻质量22％，同时，发动机起动15S后的催化器入口温度上升了40℃。