大功率柴油机用新型增压器的研制

针对我国内燃机车用大功率柴油机自主开发了一种新型增压器。这种增压器采用了无水冷、高效宽流量压气机叶轮、大腔体等新结构和新技术,标定点压比为3.5~3.6,流量为4.3~4.5 kg/s,单台配机功率为2 330 kW,增压器配机总效率达到61%以上。目前,该型增压器已通过各种考核性试验,达到预期指标。文中介绍了新型涡轮增压器的结构、性能、新压气机叶轮、涡轮开发的过程和增压器的试验情况。     

利用快速成型技术制造压气机叶轮整体模具研究

作者论述了在车用涡轮增压器压气机整体叶轮模具的设计和快速成型加工技术。它们满足了车用增压器产品系列化对造型和编程系统参数化的要求。利用该技术成功的进行了直径120mm的压气机叶轮整体模具快速成型加工，并通过了试验测试，投入实用。     

涡轮增压器压气机空气动力学性能设计

根据大量试验研究及技术积累,分析了压气机叶轮进出口速度三角形、压气机结构参数、几何参数等对涡轮增压器压气机空气动力学性能的影响。对现有多款柴油机涡轮增压器压气机的参数进行了分析,总结了各参数的经验设计值。     

905毫米长叶片试验转子主轴段与轴头联接螺栓强度校核

1 概述为了对我厂新开发的905毫米长叶片进行动态试验,我厂耗资百万余元设计、制造用于进行长叶片动振动试验的转子。试验转子的叶轮结构尺寸与实物机组末级叶轮相似,叶轮上可对称地安装24只905毫米长叶片,叶片的根径达1716毫米。要使试验转子能在高速动平衡机上运转,试验转子的轴承档距离不得小于2800毫米,要制造如此庞大的试验转子,这给锻件的制造质量带来了较高的要求,而且试验转子的成本较高。为了尽可能地降低试验转子成本,试验转子采用组合式。整个试验转子由两个轴头和一个主轴段构成,安装试验叶片的主轴段与两个轴     

相继增压系统切换过程对增压器辅推轴承轴向力影响与轴承优化研究

采用数值仿真方法研究基本增压器在系统切换过程中的轴向力变化规律,并提出了辅助推力轴承的改进设计方法。首先数值仿真研究了基本增压器的转子系统在切换时的压气机/涡轮关键典型截面气动参数分布情况,分析了在柴油机增压模式切换过程中基本增压器转子轴向力大小和方向变化规律,然后提出了增加轴承承力面及改变承力面材料的优化方案。结果表明：基本增压器辅助推力轴承在切换的5 s时间内轴向力发生翻转,最大约承受2 273 N的反向轴向力,是造成切换过程辅助推力轴承磨损的关键原因;优化方案最大承载能力为优化前的4.8倍,显著提升了辅助推力轴承承载力。经增压器平台可靠性验证,改进后的增压器辅助推力轴承在相同时间内未出现碰磨现象。     

金属陶瓷材料在增压器轴承上的应用

对增压器现有滑动轴承进行材料、结构改进,并在增压器上装用、试验。结果表明,新材料铜基金属陶瓷滑动轴承加工简单,耐磨性好,避免了因瞬间缺油或机油含杂质造成轴承副接磨,提高了增压器运用可靠性,适应铁路高速发展形势下对增压器高安全性和高可靠性要求。     

涡轮增压器压气机性能优化设计与研究

从叶轮、扩压器、叶轮与压壳间隙3个方面对压气机性能进行了优化设计、计算与试验研究,结果表明,径斜流式叶轮压气机较径流式叶轮压气机效率更高,弧形出口扩压器压气机较平行直面出口压气机压比和效率更高,减少压气机叶轮与压壳间隙可改善压气机性能,同时减小增压器叶轮与压壳间隙和涡轮与涡轮壳间隙,可以改善增压器与发动机的匹配性能。     

12V240ZJ型柴油机用新型ZN270B型增压器的研制

针对12V240ZJ型柴油机原装ZN285型增压器存在的效率低、跟随性差和壳体漏水等问题,研制了新型ZN270B型增压器。通过设计新型压气机叶轮、涡轮及出气壳体,使ZN270B型增压器整机效率提高了2％,转子重量减轻22％,壳体的漏水问题得到有效解决。ZN270B型增压器与12V240ZJ型柴油机匹配,在长期运用中证明性能良好,结构可靠,产生了明显的社会效益。     

低成本小型涡轮增压器

雷及工业公司新研制的301型涡轮增压器比其前型370系列方案成本更低,结构更简单。这种涡轮增压器的基本设计特别适用于车用和工业用柴油机,并仍旧使用三时叶轮尺寸结构。这种新型设计一方面保持了原设计使寿命进一步延长和对重载的适应性,同时又使原成本更低,重量更轻,安装和使用方便。建立这种涡轮增压器生产线的十多年里已有125000多台300系列产品投入使用。301型使用了与370系列涡轮增压器同样的三时直径压气机和涡轮叶轮,由于轻型转子产     

涡轮增压器止推轴承润滑油供油量优化设计

针对某款涡轮增压器在工作中出现的润滑油供油量过大的问题,从优化止推轴承的角度出发,分析了止推轴承润滑机理和供油量的关系。采取了减小止推轴承的长宽比、将双油道供油方式设计为单油道供油方式两种改进方案,并对两种方案进行增压器性能和可靠性试验。试验结果表明改进方案在满足增压器性能和可靠性要求下,润滑油最大供油量较未改进前降低了19.1%,机械效率增加了3%,新方案还优化了止推轴承的结构,为止推轴承的设计提供了参考。     

Investigation of a centrifugal compressor and study of the area ratio and TIP clearance effects on performance

In this research, the centrifugal compressor of a turbocharger is investigated experimentally and numerically. Performance characteristics of the compressor were obtained experimentally by measurements of rotor speed and flow parameters at the inlet and outlet of the compressor. Three dimensional flow field in the impeller and dif- fuser was analyzed numerically using a full Navier-Stokes program with SST turbulence model. The performance characteristics of the compressor were obtained numerically, which were then compared with the experimental results. The comparison shows good agreement. Furthermore, the effect of area ratio and tip clearance on the performance parameters and flow field was stud- ied numerically. The impeller area ratio was changed by cutting the impeller exit axial width from an initial value of 4.1 mm to a final value of 5.1 mm, resulting in an area ratio from 0.792 to 0.965. For the rotor with exit axial width of 4.6 mm, performance was investigated for tip clearance of 0.0, 0.5 and 1.0 mm. Results of this simula- tion at design point showed that the compressor pressure ratio peaked at an area ratio of 0.792 while the effi- ciency peaked at a higher value of area ratio of 0.878. Also the increment of the tip clearance from 0 to 1 mm resulted in 20 percent efficiency decrease.     

柴油机混合涡轮增压系统的研制及试验研究

混合涡轮增压系统是在常规废气涡轮增压器转轴上集成一个既能电动又能发电的高速电机,介绍了研制这一新型增压系统的关键技术和样机在增压器试验台上的试验研究.等压气机流量试验结果显示:混合涡轮增压系统从功能上达到了电动/发电的设计要求,可以根据负荷调整高速电机的工作模式和功率.混合涡轮增压系统在小流量时电动的潜力大,而在大流量时发电功率大.其次,通过调整混合涡轮增压系统的高速电机功率能够拓宽涡轮膨胀比变化范围.另外,由于采用滚动轴承等措施,样机的机械效率高于常规废气涡轮增压器,试验时最高机械效率达到96%.加速特性试验结果表明:混合涡轮增压系统的加速时间比普通废气涡轮增压器缩短40%以上,并且高速电机的电动功率越大,改善涡轮滞后的效果越显著.     

车用涡轮增压器压气机叶轮振动特性分析

利用CAD软件对增压器的压气机叶轮进行了三维实体造型,并运用有限元分析软件I-DEAS对叶轮进行振动特性分析,得到了叶轮在不同转速下的固有频率值及相应振型,通过Matlab软件绘制Camp-bell图,找到了叶轮容易发生共振时的转速和激振频率.从而为该增压器叶轮的优化设计提供依据.     

车用涡轮增压器压气机叶轮强度计算与分析

通过对车用增压器压气机叶轮内应力特点的分析,确定了叶轮强度的计算方法,介绍了利用有限元分析软件对叶轮内部应力进行分析的过程,并就强度分析中的关键步骤和技术难点进行了讨论。通过有限元计算结果分析,找到了车用增压器压气机叶轮应力集中的位置,研究了如何利用几何参数的修改来减小集中应力。计算并讨论了叶片气动载荷和温度场对压气机叶轮应力的影响,建立了车用增压器压气机叶轮强度分析的过程和方法。     

汽轮发电机轴振和轴承座振动非同步变化现象和分析

建立了转子-轴承系统动力学模型,分析启停机过程中轴振和轴承座振动随转速变化规律.研究结果表明,升速过程中不同转速区间内轴振和轴承座振动随转速变化趋势并不完全同步.转速较低和较高时,轴振和轴承座振动随转速变化基本同步,但在一定转速区间内有可能出现轴振和轴承座振动反向变化现象.当轴承座-支撑系统固有频率点位于工作频率点附近...     

5DK-20e柴油发电机组成套设计

介绍了5DK-20e柴油发电机组成套设计过程。重点介绍了公共底座、滑油系统、燃油系统、混流式冷却水系统、启动马达系统、进排气系统、增压器叶轮清洗系统的设计及验证。台架试验及实船试验结果表明:该型发电机组技术指标达到了技术规格书要求。目前已投入批量生产。     

增压器压气机叶轮低周疲劳强度有限元计算分析

作为涡轮增压器的核心零件,压气机叶轮主要失效模式是低周疲劳破坏。为了获得某新设计压气机叶轮的低周疲劳极限强度,确定叶轮低周疲劳试验转速,应用ANSYS有限元软件,主要考虑离心应力,采用周期循环模型、选用20节点等参单元计算方法、对该叶轮进行了强度计算和分析-得到了该叶轮的应力-转速曲线,为叶轮低周疲劳试验提供了理论依据。     

压气机叶轮强度三维有限元计算分析

本文用三维有限元计算方法对某增压器压气机叶轮进行强度分析,计算了叶轮的应力和变形,并提出了提高叶轮结构强度的方法．