[精品]叶轮机械在车用动力的应用及发展趋势

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1、叶轮机械在车用动力的应用及发展趋势叶轮机械在车用动力的应用及发展趋势摘要：叶轮机械作为一种重要的机械广泛应用于各行各业，包括汽车业。由于其重要性，本文主要讨论叶轮机械在车用动力中的应用与前沿技术，分为竞赛类与非竞赛类两大部分，对其进行归纳与总结，并对叶轮机械在车用动力中应用的未来进行展望。关键词：叶轮机械增压涡轮应用发展趋势屮图分类号：U46文献标识码：A文章编号：1672-3791(2014)08(b)-0097-021叶轮机械在车用动力的应用叶轮机械是一种以连续旋转叶片为本体，实现流体工质与轴动力之间的能量转换的动力机械，比如喷气式发动机就是叶轮机械的一种

2、。其使用非常广泛，在电力、航空、轮船等方血，叶轮机械都做出了很大的贡献。而在车用动力上，叶轮机械也有其一席之地，而且可以说在汽车完全步入电动汽车时代之前,都将有其相当大的用武之地。这一章节，主耍谈叶轮机械在车用动力中的应用。1・1作为车用动力单元辅助的叶轮机械车用动力单元的核心部件是发动机，而当今汽车发动机的主流是往复式活塞发动机，叶轮式引擎因为其技术含量较高，工作效率较低，且汽车并不需要叶轮式引擎如此强大的动力性，以至其在车用动力单元中似乎并无可建树之处。然而，事实并非如此，作为叶轮机械的增压器就是车用动力单元的强大辅助。瑞士的AlfredJ.Buchi博士

3、在1905年发明了涡轮机驱动压缩机，并申请了专利，世界上第一台废气驱动的轴流式涡轮增压器也由他在1909年至1912年间开发，又在1915年第一次将涡轮增压器与柴油动力机共同使用。1954年，增压技术开始在民用车辆上使用，1970年时已成大规模应用趋势。1975年，相当经典的保时捷911轿车面世，搭载了带盖瑞特废气门的KKK涡轮增压器。1977年萨博-99的动力性可以与搭载无涡轮增压的3.0L发动机的同类车相媲美，但实际上使用的是一个带涡轮增压器的2.1L汽油发动机。于是，涡轮增压技术被大众认识，并得到了大部分人的接受。现在，增压技术可谓是引擎的好助手，不仅仅

4、增加了引擎的动力性，还能节能减排，符合当下流行的趋势。由于增压技术压缩了进入引擎的空气，使得喷油量可以相应增多的同时，燃料燃烧也更完全，排放特性得以优化。这两个特性决定了增压技术在车用动力中的地位，因此，接下來的文字将以介绍车用动力增压技术为主。1.1.1非竞赛类汽车增压技术使用情况增压技术，由于柴油机的工作特性，首先在这一领域得到发展，目前，在工业发达国家，大中功率柴油机已全部采用增压技术，80%的中小型车用柴油机也采用了增压技术。而汽油机增压技术的起步不如柴油机增压技术早，因此技术水平也落后于柴油机。20世纪70年代末国外汽油机开始逐渐采用增压技术，在有柴

5、油机增压技术的基础上，发展相当迅速。1990年美国生产的汽油机已有大约25%为增压汽油机，目前国外汽油机的增压技术正处于完善和推广应用阶段。现今，增压技术已经不仅仅局限于最普通的废气涡轮增压。由于由一个压气机和一个废气涡轮组成的涡轮增压器存在不少问题，比如迟滞现象、起步动力性差等，但又由于废气涡轮增压能利用废气屮的能量，是和当经济的一种措施，因此工程师们做出了相当多的努力，来改善这些存在的问题。1.1.2非竞赛类车用叶轮机械动力单元使用情况非竞赛类车用叶轮机械动力单元可谓少Z乂少，但并非不存在。在某些特定的场合,就需要使用叶轮机械作为动力单元，轮式装甲车辆上就

6、有作为动力单元的叶轮机械。轮式装甲车辆作为军车，要在战场上有强大的机动性，被要求能通过各式各样的地形，包括被炸毁的公路、沟渠、树林等，并且有时还有必要通过河流。因此，不少轮式装甲车辆实际上是水陆两栖车。轮式装甲车辆在水中的动力來源按作用原理可以分为三种：划水式、螺旋桨式和喷水式。划水式是通过轮胎的转动进行划水，从而达到前进的效果。这种在水中的前进方式要求轮胎不被水面完全淹没，前进速度为3〜5km/h,实在太慢，且要求很高，只能作为一种临时水屮动力来源。螺旋桨式和喷水式都要求轮式装甲车辆上装有叶轮机械作为水中动力单元。螺旋桨式轮式装甲车辆在车上装载了螺旋桨，在车

7、辆涉水时，驾驶员切换离合器,将动力导入螺旋桨使其转动，车辆便有了在水中行驶的能力。要转弯时，可以转动螺旋桨的朝向来改变行驶方向；若车上有多个螺旋桨,也可改变不同螺旋桨的转速來改变行驶方向，改变螺旋桨旋转方向甚至还可以使车辆倒行。使用螺旋桨在水中行驶的速度可达7〜12km/h,明显快于划水式，现役的大部分有水陆两栖功能的轮式装甲车辆使用的就是这种方法。（如图1、图2）喷水式轮式装甲车辆则在车上装载了水泵，在车辆涉水时吸入河流中的水，之后喷出，利用反作用力作为行驶动力。转向的方式为改变喷水方向，也可以进行倒车。喷水式轮式装甲车辆的优点在于速度快，可达8〜14km/

8、h,浅水机动性好，水上操纵性能好，行驶