关于机械式增压器对商用车柴油机的适用性研究

用试验和数值分析方法,对1台商用车柴油机的增压系统进行了研究,该增压系统由1个机械式增压器和1个涡轮增压器组成。通过与涡轮增压器的组合,降低了系统中机械式增压器的机械损失。另外,发现优化的动力总成技术参数还可用于改善车辆的燃油经济性,同时,两级增压系统中的机械式增压器也提高了柴油机的低速扭矩。     

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。     

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。     

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。     

MAN公司开发的新型TCA增压器

简要介绍了德国MAN B&W柴油机公司新开发的TCA系列涡轮增压器的设计和结构特点。该系列涡轮增压器适用于二冲程和四冲程柴油机，其单台配机功率范围为2800～31300kW。     

乘用车柴油机用可变两级涡轮增压器的开发

为了满足以欧洲为首的逐年收紧的排放法规要求,配装可变截面涡轮增压器以替代传统涡轮增压器的车辆越来越多。最近,为了提高乘用车柴油机的低速扭矩,并同时加大输出功率,提高发动机瞬态响应性能的要求也越来越高。介绍一种三菱重工公司独立开发的可变两级涡轮增压器,其性能和耐久性优异,已开始被用于乘用车柴油机。     

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     

提高DF4B型内燃机车增压器的检修质量

为了提高柴油机单位质量(和体积)所发出的有效功率,铁路内燃机车柴油机普遍采用了涡轮增压器.涡轮增压器结构精密,工作环境较为恶劣,转速极高,是机车的易损部件,且其发生故障后乘务员无法在途中进行应急处理.芜湖机务段配属DF4B型内燃机车62台,2002年就有19台机车发生增压器故障,因增压器故障造成的机破事故有8件,占全年机破总件数的32%,成了质量工作中的主要问题.增压器故障不但严重影响了芜湖机务段的运输生产,同时也成为重大安全隐患,因此,及早发现和预防增压器故障已成为芜湖机务段安全生产的重点工作.     

负攻角对向心涡轮内部流动影响的研究

对车用涡轮增压器向心涡轮级进行全三维黏性流动数值模拟,研究叶轮攻角变化对向心涡轮内部涡系产生及二次流的影响规律.研究表明,一定大小的负攻角可以有效改善叶轮进口段的流动,并保证叶轮的载荷和做功能力;二次流在攻角的影响下经历了一个较为复杂的演变过程,各种形式的二次流之间相互制约共同影响着二次流损失,二次流损失和攻角损失共同...     

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。     

废气涡轮增压器的失效分析

介绍了废气涡轮增压器的基本结构及功能,重点论述了涡轮增压器失效的主要原因和工作原理,涡轮增压器的润滑、冷却,以及正确使用与保养涡轮增压器。     

康明斯涡轮增压技术有限公司推出一款配小型发动机的新型增压器

康明斯涡轮增压技术有限公司是一家著名的涡轮增压器制造商。2010年9月，在德国汉诺威IAA车展上推出了一款配2～5L柴油机的新系列增压器。康明斯涡轮增乐技术有限公司隶属康明斯集团，     

俄罗斯内燃机车柴油机用涡轮增压器

俄罗斯内燃机车用柴油机基本上采用具有轴流式涡轮的涡轮增压器。这些涡轮增压器基本上可分成三种形式。文内对这三种涡轮增压器的结构、性能参数及其优缺点作了介绍，并附有ＴＫ系列涡轮增压器Д４９型和１０Д１００型柴油机用的涡轮增压器、２ＴＨＡ型二级涡轮增压器组成和机械驱动容积式气机的结构图。     

涡轮增压器设计系统软件

Concepts NREC公司推出一种旨在填补柴油机和涡轮增压器之间的工程设计空白的新软件产品——TurboMatch。该软件为设计涡轮增压器以及分析涡轮增压器的压气机、涡轮和其他组件与柴油机之间复杂的相互作用提供整套方案。     

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℃。     

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。     

中速柴油机涡轮增压器最近的发展

随着中速柴油机的持续发展，对涡轮增压器的要求也在不断提高。涡轮增压器的设计师面临着需要提高压比，提高效率和扩大使用重油的挑战。本文介绍了对涡轮增压器的要求和提供介廉，可靠涡轮增压所需的设计特点。着重介绍了为满足这些要求的增压器系列中的一个最近产品－纳产尔４５７型增压器。     

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。     

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。     

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。