渦輪增壓技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì):對(duì)于高原柴油機(jī),由于空氣密度較低,進(jìn)氣量減少,只采用單級(jí)渦輪增壓技術(shù)不能夠滿足柴油機(jī)動(dòng)力性要求。可變二級(jí)渦輪增壓技術(shù)可以使發(fā)動(dòng)機(jī)在全海拔具有較佳的動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性??梢哉J(rèn)為可變二級(jí)增壓技術(shù)是提高發(fā)動(dòng)機(jī)的升功率、低速轉(zhuǎn)矩,滿足未來(lái)嚴(yán)格排放法規(guī)和滿足未來(lái)高功率密度發(fā)動(dòng)機(jī)需求的重要技術(shù)??勺兌?jí)增壓技術(shù)融合了可變截面渦輪增壓技術(shù)和二級(jí)渦輪增壓技術(shù),極大拓寬了增壓器高效流量范圍,在重型柴油機(jī)和高性能轎車柴油機(jī)上都有良好的應(yīng)用前景。渦輪增壓器通俗地理解就是空氣壓縮機(jī),通過(guò)壓縮空氣來(lái)增加進(jìn)氣量。發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪增壓泵
渦輪增壓器的壓氣機(jī)葉輪一般要有12?30個(gè),呈徑向線性曲線排列,葉片厚度小于0.5毫米。通常,葉輪的形狀是復(fù)雜的三彎曲超薄壁葉輪,由鋁制成并通過(guò)特殊鑄造方法制成。安裝渦輪。渦輪機(jī)的尺寸不同,小型渦輪機(jī)適合于低發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。當(dāng)渦輪機(jī)作用的時(shí)間較早時(shí),啟動(dòng)速度會(huì)更快。低速行駛時(shí),自動(dòng)變速箱車輛較好選擇較小的渦輪機(jī)。大型渦輪機(jī),一種是提高功率,另一種是保持高等級(jí),高負(fù)荷以保持增加的壓力。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),大尺寸的渦輪不穩(wěn)定,并且會(huì)出現(xiàn)反應(yīng)滯后現(xiàn)象。質(zhì)量好的渦輪增壓器環(huán)保、更低的排放標(biāo)準(zhǔn)也是渦輪增壓器一個(gè)很重要的優(yōu)點(diǎn)。
工程師們發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的渦輪增壓器,在某些復(fù)雜工況時(shí)并不能有良好表現(xiàn),但是可變截面渦輪增壓器的出現(xiàn),解決了諸多問(wèn)題。它可以在不同工況條件下通過(guò)改變流通截面來(lái)完成與發(fā)動(dòng)機(jī)的較佳匹配,有效的解決了發(fā)動(dòng)機(jī)在低轉(zhuǎn)速的時(shí)候發(fā)動(dòng)機(jī)排氣量不足導(dǎo)致的渦輪遲滯現(xiàn)象,它通過(guò)改變導(dǎo)流葉片的角度,從而使發(fā)動(dòng)機(jī)在低轉(zhuǎn)速時(shí)會(huì)采用較小的扇葉截面積,即使轉(zhuǎn)速很低渦輪也可以順暢地轉(zhuǎn)動(dòng)。在高轉(zhuǎn)速時(shí)采用較大的截面積,讓導(dǎo)流葉片張開(kāi),加大與空氣的接觸面積,減緩渦輪轉(zhuǎn)速,如此一來(lái)就讓發(fā)動(dòng)機(jī)在任何轉(zhuǎn)速下維持穩(wěn)定的增壓值從而使發(fā)動(dòng)機(jī)平順行駛。
二級(jí)渦輪增壓技術(shù)在提高發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性和加速性的同時(shí),可以改善渦輪遲滯現(xiàn)象,但與單級(jí)系統(tǒng)相比,在部分負(fù)荷時(shí)采用二級(jí)增壓系統(tǒng)增壓比下降快,使得發(fā)動(dòng)機(jī)低負(fù)荷性能惡化。此外,二級(jí)渦輪增壓器結(jié)構(gòu)復(fù)雜,制造成本較高。電輔助渦輪增壓系統(tǒng)主要增加了電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)、電路控制單元、電池、高功率逆變電源和一些傳感器。其中,電控單元和電池可與發(fā)動(dòng)機(jī)共用。在發(fā)動(dòng)機(jī)低速時(shí),電控單元發(fā)出控制信號(hào),電機(jī)啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)工作,電池中儲(chǔ)存的電能轉(zhuǎn)化為壓氣機(jī)的動(dòng)能,增壓進(jìn)氣壓力,改善發(fā)動(dòng)機(jī)的加速性和低速轉(zhuǎn)矩問(wèn)題。渦輪增壓器普遍采用全浮動(dòng)軸承,由發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)進(jìn)行潤(rùn)滑。
混流式渦輪也稱斜流式渦輪,是一種介于徑流式渦輪和軸流式渦輪的一種中間形式。由于葉片進(jìn)口傾斜,使得氣流能很好地適應(yīng)葉型的變化而平緩地過(guò)渡至軸向,并且可以有效地防止葉輪出口外徑增大帶來(lái)的輪緣處氣流脫離現(xiàn)象,使葉輪的內(nèi)部流場(chǎng)大為改善,與同樣輪徑的徑流式渦輪相比,流通能力增加約40%,可以滿足渦輪增壓器向高速、大容量變化發(fā)展要求。世界各國(guó)較新車用增壓器產(chǎn)品上,已采用大容量混流式渦輪和寬流量范圍的前傾后彎壓氣機(jī)來(lái)獲得高效率的增壓器性能。定壓渦輪增壓系統(tǒng)是各缸的廢氣排到一個(gè)總管里,然后導(dǎo)入到排氣渦管。海口好用的霍爾塞特渦輪增壓器
渦輪增壓器增壓器安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣一側(cè),所以增壓器的工作溫度很高。發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪增壓泵
渦輪增壓器是完全依靠發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒后產(chǎn)生的廢氣來(lái)驅(qū)動(dòng),所以它與引擎之間只有氣動(dòng)聯(lián)系。且因渦輪增壓的構(gòu)造特性,隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、供油量及負(fù)荷的變化,增壓器的工作參數(shù)也會(huì)相應(yīng)的產(chǎn)生變化,但是這里要注意的是壓氣葉輪增強(qiáng)氣壓的驅(qū)動(dòng)力完全來(lái)自廢氣渦輪,利用的是發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣,不消耗引擎自身的功率。因此,壓氣渦輪被廢氣渦輪推動(dòng)后產(chǎn)生的高出大氣壓力數(shù)倍的增壓氣體不但不會(huì)“偷力”,反而有助于提高發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性,這樣一來(lái),增壓器提高功率,降低油耗的任務(wù)也就基本完成。發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪增壓泵