柴油机涡轮增压技术发展历程与展望

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1、柴油机涡轮增压技术发展历程与展望奉峥嵘，彭勇，张志鑫(海装重庆局，重庆402263)摘要：回顾了柴油机涡轮增压器的发展历程，介绍了涡轮增压技术的现状•并展望了涡轮增压技术的发展趋势。关键词：柴油机；涡轮增压；发展趋势中图分类号：TK421文献标识码：A文章编号：1000-6494(2012)01-0001-02ReviewandOutlookofDieselEngineTurbineSuperchargingTechnologyFENGZheng-rong-PENGYong，ZHANGZhi-xin(HaizhuangChongqingBureau■Chongqing402263•China)

2、Abstract:Thispaperreviewsthedevelopmentofdieselengineturbinesupercharger,describesthepresentsituationanddevelopmenttendencyofdieselengineturbinesuperchargingtechnology.Keywords:dieselengine;turbinesupercharge;developingtendency0前言1897年.德国人狄塞尔(RudorfDiesel)发明了最早的柴油机•其热效率为0.262。从此以后•柴油机得到了迅速发展，1903年首先

3、应用于船舟f行业•4年后用于潜艇的正反转的柴油机试验质功，1912年作为远洋货轮动力的柴油机首次在迗航试验中试验成功。由于柴油机具有经济性良好•性能安全可靠，使用寿命长等特点，因而其广泛应用于船舶、铁路运输、汽车、电力等领域•其单栌功率覆盖从lkw到近5万kw，在国民经济建该中占有举足轻重的地位•特别在船舶行业，90°/的船只动力源为柴油机动力。1涡轮增压器发展历程19世纪末期•随着叶轮式机械的诞生，人们便认识到它与活塞式内燃机的不同。1905年11月瑞士工程师布希(AlfredBuchi)提出了活塞式肉燃机与叶轮式机械相结合的方案即废气涡轮增0器。1925年布希获得"脉冲增压"专利•直到今天

4、仍作为提高内燃机性能的重要手段继续被研究。20世纪20年代•瑞士BBC公司首先设计并试制作者简介：奉峥嵘(1983-)•男•湖南新化人•工程师•主要从事机械增压器的制造和质量监督工作。收稿日期：2011-10-21第一台废气涡轮増压器•和四冲程柴油机匹配。这台增压器压比为1.3，采用两级离心式压气机•是柴油机发展史上另一个里程碑。1926年•世界上第一家增压器公司在瑞士立，同年德国DEUZT公司生产出第一批涡轮增压柴油机，使柴油机的功率由423kw提高到551kw•提高了30%。但其増压比不超过1.5•使用寿命也tt较短。20世纪40年代•涡轮増压器的技术逐步成幫起来•如美国Elliott公司

5、早期生产低压比的BF•E系列，1949年开始生产的L，H系列，60年代住产的G系列；瑞士BBC公司制定的VTR系列；荽国napier公司制定的MS和HP系列等。这一时》代表性的增压器是法国海司帕诺虚寿公司于196:年在汉诺威展览会上首次展出的HS-400涡轮増a器，增压比达2.5•涡轮逬气最高温度600°C•最高转速为20000r/min•増压器重145kg•用于功率294.2〜441.3kW马力的柴油机。从20世纪50年代初到60年代初•船用柴泔机增压度从30%提高到了60%•这两者使柴油初功率达到了22065kW。20世纪70年代•涡轮增压器朝着高压比、超高压比的方向发展。如瑞iABB公司

6、1978年底完成的VTR4系列将压比提肩到了4.0~4.5-总效率达到了64%-65%;而其发的TPS系列船用增压器•致力于高流通能力和高压比，全负荷时压比迖到4.7。在压比升高的同时•增压器的流量范围也进一步扩大。现在，涡耗增压器的压气机在相同的壳体下•在高效率区域P最大流量和最小流量之比可迖3.5以上。在研制高压比、流量的増压器同时•涡轮增压器的可靠性、寿命也不断提高•其制造工艺也相应的简化。如ABB采用了一种新的洞滑油泵，它能利用离心力的作用分离出润滑油中的杂质•从帀提高轴承的寿命。再如三菱的SUPERMET涡轮增压器采用新的进气消音器后使压气机效率提高1.5%〜3.5%。2涡轮增压技术

7、现状目前•国际上专业的大功率中高柴油机涡轮煌压器设计和制造企业主要有三家，分别是ABB、MAN以及三菱。他们已形成了完善的设计仿真允析平台、试验验证平台和应用评估平台，形成7CAD/CAE/CFD/CAM研发软件、试验分析系统，A及应用评估系统集成的信息化数字化研发平台。性能设计仿真分析、三维实体造型•强度、转子力学分析•有限元设计方法，形成了设计体系、S计规范、数据库•专业系统的元器件性能、结构