车用涡轮增压技术的发展回顾_现状及展望VIP专享VIP免费

第36卷第1期小型内燃机与摩托车Vo.l36No.12007年2月SMALLINTERNALCOMBUSTIONENGINEANDMOTORCYCLEFeb.2007综述车用涡轮增压技术的发展回顾、现状及展望张俊红李志刚王铁宁(天津大学机械学院天津300072)摘要:涡轮增压技术从提出至今,已有百年的历史,经过不断地改进与完善,它已被广泛应用于各个工业领域,特别是汽车行业。鉴于该技术的重要性,本文的主旨就在于通过深入探讨涡轮增压技术在汽车行业的运用,从而对该技术的现状进行基本归纳与总结。为此,本文首先回顾了车用涡轮增压技术的发展历程,随后通过重点介绍当前车用涡轮增压器在技术、工艺和材料等方面取得的成果。对该技术的发展现状做出归纳总结,进而对涡轮增压技术在汽车行业的未来发展方向进行基本展望。关键词:涡轮增压技术中图分类号:TK413.5车用涡轮增压技术文献标识码:A涡轮增压器文章编号:1671-0630(2007)01-0066-04Retrospect,Status,andExpectationforTurbochargerTechnologyofVehicleZhangJunhong,LiZhigang,WangTieningTianjinUniversity(300072)Abstract:Therehasbeenmorethan100yearssincethetechnologyofturbochargerappearedintheworld.Ithasbeenappliedinmostindustrialarea,especiallyinvehiclearea,throughimprovementandmodificationofitsel.fInthispaper,wediscusstheapplicationforturbochargertechnologyinvehicleandsummarizethestatusforthistechnology.Inorderforthisreason,firstlywereviewthedevelopmentprocessoftheturbochargertechnologyofvehicle,secondlyweespeciallyintroducetheproductionofturbochargerintheareaoftechnologyandmateria.lFinally,wegivetheexpectationforthedevelopmentofturbochargertechnologyofvehicleinthefuture.Keywords:Turbochargertechnology,Turbochargertechnologyofvehicle,Turbocharger引言自涡轮增压技术概念提出至今已有百年时间了,在这百年的时间里,涡轮增压技术经历了轴流式、径流式、混流式及配置放气阀、电机等自身的不断改进,其在航天、航海及陆地机械上得到了广泛的应用。特别是车辆的广泛应用及当前人们对车辆节能、功率和环保要求的不断提高,为车用涡轮增压技术的应用、发展和进步提供了广阔的空间和需求。1回顾早在1905年,瑞士的AlfredJ.Buchi博士就对涡轮机驱动压缩机这一装置申请了专利,并于1909~1912年设计开发了世界上第一台废气驱动的轴流式涡轮增压器,进而于1915年首先策划了将涡轮增压器应用于柴油动力机。但是,由于不能获得足够的压缩空气压力,这一创新并没有得到认可和重视。涡轮增压技术的实际应用最先在第一次世界大战作者简介:张俊红(1962-),女,副教授,博士,硕士生导师。主要从事动力系统现代设计、动力系统振动与噪声及其主动控制、涡轮增压器和中冷器系统的设计及匹配问题的研究工作。第1期张俊红等:车用涡轮增压技术的发展回顾、现状及展望67期间的航空发动机上取得了一定的成功。随后在20世纪30~40年代的欧洲和美国,涡轮增压技术进入了迅速发展和广泛应用的阶段。轴流式涡轮增压器被大量应用在航海、铁路、电厂和航空领域。特别是在美国,通用公司为军用飞机研制的涡轮增压器,被数以万计地应用在战斗机和轰炸机上。当时,涡轮增压技术的广泛应用也促进了许多新技术、新工艺的产生和发展,其中主要包括:1)对材料耐热性的研究和开发;油机轿车市场占有率已达30%~50%。现代柴油机已是高新技术产品的代表之一,现代柴油机具有节能、低污染的先天优势,能满足日益严格的排放法规要求,这得益于普遍采用了涡轮增压技术。通过采用涡轮增压及涡轮增压中冷技术可提高气缸充量容积效率,提高空燃比,大大增加功率;如功率保持不变,可降低废气烟度、废气温度和发动机的热负荷。在内燃机的发展历程中,涡轮增压技术的应用在提高内燃机的比功率和燃油经济性、降低排放等方面发挥了重要的作用,2)对材料高温精确铸造技术的研究和开发;被誉为内燃机发展史上的第二个里程碑[1]。3)促使人们对径流式涡轮增压器的研发,并使之在小功率发动机上得到了应用。20世纪40年代末50年代初盖瑞特(Garret)公司开始从事20~90PS(15~67kW)的小功率引擎的涡轮增压器的研究,并取得...