可变喷嘴涡轮增压技术开发应用

分析了可变几何涡轮增压技术的特点,介绍了可变几何涡轮增压的原理和方法;进而针对一款欧Ⅳ柴油机进行可变喷嘴涡轮增压器的开发应用.结果表明可变几何涡轮增压技术可大大改善柴油发动机的性能.     

轿车和商用车发动机的两极调节增压

当可变涡轮几何形状废气涡轮增压器在轿车柴油机以及部分地在商用车发动机上成为常规技术之后，单级增压的局限性就显现出来了，继续提高标定功率，多数情况下会导致起动扭矩的恶化，为了解决这个目标相冲的问题．出现了两级调节增压技术（R2S）。     

轿车和商用车发动机的两级调节增压

当可变涡轮几何形状废气涡轮增压器在轿车柴油机以及部分地在商用车发动机上成为常规技术之后,单级增压的局限性就显现出来了.继续提高标定功率,多数情况下会导致起动扭矩的恶化.为了解决这个目标相冲的问题,出现了两级调节增压技术(R2S).     

现代-起亚SUV车新型3L V6柴油机

随着各种发动机零部件技术的不断发展,例如多孔喷嘴喷油系统、可变涡轮几何形状废气涡轮增压器及其效率的提高,发动机系列已明显拓宽,从排量0.8L的3缸机直到排量6L的12缸机,并且目前的升功率已能达到75kW/L。     

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。     

可变截面涡轮增压器离心式压气机的研制

为了控制军用可变截面涡轮增压器的喘振和满足其空气流量的要求,现已研制成一种离心式压气机的可变几何形状扩压器。此外还研制和试验了以下二种压气机叶轮:径向叶轮和后弯叶轮。 性能试验结果表明,可变几何形状压气机在所要求的大多数工况下,达到了流量和效率的指标。由工作曲线图可以看出,后弯叶轮比径向叶轮好。在空气流量大的工况下(在发动机额定转速时)后弯叶轮的压气机效率已高达80％;只是在空气流量非常小的工况下(发动机在最低工作转速时)由于叶轮开始失速,引起效率下降。因此可以确认:可变几何形状压气机适用于效率高和流量范围宽的涡轮增压器。     

满足欧洲排放法规要求的车用柴油机可变截面涡轮增压器的开发

乘用车应用涡轮增压器最初的目的是为了提高发动机的输出功率,而今已成为发动机小型化和改善燃油经济性的重要手段。在欧洲,柴油机的应用从以往的紧凑型轿车扩展到中型车,其应用范围日益扩大。在这种情况下,发动机高负荷运转的频率增加,包括整体耐久性、低速扭矩及加速性在内的各项性能变得更加重要,同时还要在改善燃油经济性的前提下满足严格的排放法规要求,这些都使可变截面涡轮增压器的应用成为必然。介绍了三菱重工公司开发的可变截面涡轮增压器,它不仅能用于普及型的小型柴油机,同时还适用于为中级以上车型配套的发动机,在实现低成本的同时,能确保较高的动力性能和可靠性。     

采用两级涡轮增压器提高功率密度

对于乘用车柴油机而言,较高的进气密度或较高的增压压力是提高功率密度和满足严格的排放法规要求所必需的条件。然而,若采用单个可变几何截面涡轮增压器,要消除涡轮增压的固有缺陷存在一定的局限性,很难协调低速扭矩与额定功率的关系。Hyundai汽车公司的R系列2.2 L柴油机通过使用串联式两级涡轮增压器,获得了出色的功率密度,其额定功率为165 kW,低速扭矩为350 N·m。并且,在1 250~2 250 r/min的发动机转速区域,均可保持500 N·m的最大扭矩。与目前采用单个可变几何截面涡轮增压器的R系列2.2 L柴油机相比,功率密度增加了12%以上。两级涡轮增压柴油机的燃油经济性略微优于目前的R系列2.2 L柴油机,与采用单个可变几何截面涡轮增压器的3.0 L柴油机相比,燃油耗进一步降低。车辆试验结果也表明,采用两级涡轮增压器的R系列2.2 L柴油机可代替3.0 L单级可变几何截面涡轮增压柴油机,而不会使驾驶性能变差。     

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。     

涡轮增压器和军用车辆

高增压军用车辆柴油机,从军用角度看,其主要缺点是发动机低速扭矩不足和瞬态反应缓慢。本文通过可变几何涡轮增压器和固定几何涡轮增压在履带装甲车辆发动机上的对比试验,表明采用几何涡轮增压器能够明显地改善车辆的加速性和爬收能力。     

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。     

车用可变几何涡轮增压器喷嘴环叶片初步研究

对应用气动型与对称型喷嘴环叶片的车用可变几何涡轮增压器进行了研究。分别建立了两种喷嘴环三维模型,应用NUMECA软件对配置两种喷嘴环的涡轮进行了流场计算与分析。设计、加工了气动型叶片喷嘴环组件,分别将两种喷嘴环组件装配在同一台增压器上,进行了增压器涡轮性能对比试验。结果表明,气动型喷嘴环涡轮具有更宽广的流量范围,且效率更高。     

车用可变几何涡轮增压器执行机构的设计计算

介绍了几种可变几何涡轮增压器 (VGT)执行机构 ,并设计出了一种能够满足驱动力、驱动速度、精度等要求的执行机构 ,对该机构的动力学特性进行了分析和计算 ,并对其性能进行了试验。     

新型涡轮增压器VGT

可变截面涡轮增压器(VGT)从根本上改变了传统涡轮增压器的性能,是迄今为止最为理想的涡轮增压器。     

VGT涡轮增压器涡轮级性能仿真预测研究

采用Fine/Turbo软件对某可变截面涡轮增压器涡轮级进行数值模拟及流场分析。介绍了VGT涡轮增压器涡轮级建模及分析过程,研究了VGT涡轮增压器涡轮端MAP图性能仿真方法,并与涡轮机性能试验数据进行了对比。结果表明,采用VGT数值模拟和流场分析的方法对VGT增压器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。     

国外轿车TDI柴油机技术的新近发展

随着人们环境意识的不断增强，对低排放和保护资源的要求也日益提高。本文从轿车柴油机的市场需求出发，综述了国外轿车ＴＤＩ柴油机技术的发展现状，如多气门技术、高压喷射和可变几何截面的涡轮增压器以及采用全电子发动机管理等，介绍了开发新型发动机、排气后处理技术以及改善燃油质量等方面的新近发展。     

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。     

重型货车可调喷嘴涡轮增压系统连续反馈控制的发展

为了解决机动性、经济性与满足日本排放法规的矛盾问题，Nissan柴油机公司发展了一种带可调喷嘴涡轮增压器的新型增压柴油机，将其安装在新型货车上，并已投放市场。可调喷嘴增压器是与美国AlliedSigal和GarrettAutomotiveGroup共同开发的。其控制方法是无步距增压压力反馈系统，用以最有效地利用涡轮增压器。与常规的固定几何流通面积增压器或步距控制的可变喷嘴增压器相比，发动机的性能得到了改进，保持了低的排放水平和较好的低速扭矩，降低了燃油消耗率，改善了瞬态过程的性能，降低了烟度。     

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。     

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。