基于穩(wěn)態(tài)發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試驗(yàn)證的渦輪增壓器新技術(shù)

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基于穩(wěn)態(tài)發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試驗(yàn)證的渦輪增壓器新技術(shù)

未來(lái)排放法規(guī)對(duì)柴油機(jī)嚴(yán)格的廢氣再循環(huán)要求已經(jīng)對(duì)傳統(tǒng)渦輪增壓技術(shù)形成了巨大的挑戰(zhàn)，這些挑戰(zhàn)主要集中在高效率和寬工作范圍上。作為美國(guó)能源部資助的研究項(xiàng)目一部分，先進(jìn)渦輪增壓技術(shù)的研究成為關(guān)注點(diǎn)。與已產(chǎn)品化的渦輪增壓器相比，這種先進(jìn)技術(shù)在顯著提升工作范圍的同時(shí)，提升消費(fèi)者駕駛過(guò)程中渦輪增壓的效率。采用已產(chǎn)品化的中型載貨車(chē)渦輪增壓器作為試驗(yàn)樣機(jī)。設(shè)計(jì)優(yōu)化集中于壓縮機(jī)葉輪和渦輪機(jī)葉輪。在壓縮機(jī)葉輪方面，具有曲面設(shè)計(jì)的先進(jìn)壓縮機(jī)葉輪在擴(kuò)展流量的同時(shí)，在發(fā)動(dòng)機(jī)低性能區(qū)域能夠增加效率和喘振裕度。在部分載荷條件下，融合氮氧化物的高廢氣再循環(huán)需求使得渦輪機(jī)工作在低速比區(qū)域（U/C），此區(qū)域中混流渦輪通?？商峁└叩男省Ｏ啾仍囼?yàn)壓縮機(jī)，穩(wěn)流臺(tái)架試驗(yàn)證明：①與主動(dòng)機(jī)匣處理相結(jié)合的先進(jìn)壓縮機(jī)在寬泛的工作區(qū)域可提升效率；②混流渦輪的高效率區(qū)域移向低速比區(qū)域，這對(duì)于高效廢氣循環(huán)非常有利。在低速比情況下，由于混流渦輪技術(shù)相比傳統(tǒng)徑流渦輪技術(shù)具有高效率的特點(diǎn)而更加被重視。發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)功器試驗(yàn)表明，相比基礎(chǔ)的渦輪增壓器試驗(yàn)，先進(jìn)渦輪增壓技術(shù)除能夠增加額定功率，還能夠在部分負(fù)荷及滿荷條件下改善制動(dòng)燃油消耗超過(guò)3%。由于渦輪增壓器效率的提高，因此渦輪入口處溫度大幅降低，在發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)功試驗(yàn)中顯示出的性能提升比從渦輪增壓工作臺(tái)數(shù)據(jù)中傳遞的更高，包括混流渦輪在內(nèi)燃機(jī)及低速比區(qū)域提供的額外性能。

刊名：Journal of Engineering for Gas Turbines and Power（英）

刊期：2014年第7期

作者：Harold Sun et al

編譯：何云廷