CN115419503A - 一种高原环境用涡轮增压器匹配方法 - Google Patents

一种高原环境用涡轮增压器匹配方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115419503A
CN115419503A CN202210993183.6A CN202210993183A CN115419503A CN 115419503 A CN115419503 A CN 115419503A CN 202210993183 A CN202210993183 A CN 202210993183A CN 115419503 A CN115419503 A CN 115419503A
Authority
CN
China
Prior art keywords
turbocharger
turbine
impeller
plateau environment
compressor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202210993183.6A
Other languages
English (en)
Inventor
程江华
刘欣源
王刚
佟鼎
杨磊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China North Engine Research Institute Tianjin
Original Assignee
China North Engine Research Institute Tianjin
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China North Engine Research Institute Tianjin filed Critical China North Engine Research Institute Tianjin
Priority to CN202210993183.6A priority Critical patent/CN115419503A/zh
Publication of CN115419503A publication Critical patent/CN115419503A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12—Control of the pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12—Control of the pumps
    • F02B37/16—Control of the pumps by bypassing charging air
    • F02B37/162—Control of the pumps by bypassing charging air by bypassing, e.g. partially, intake air from pump inlet to pump outlet
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Supercharger (AREA)

Abstract

本发明提供了一种高原环境用涡轮增压器匹配方法，所述涡轮增压器包括压气机、涡轮，所述压气机包括叶轮，所述涡轮通过转动轴与叶轮固定连接，所述涡轮增压器压气机的叶轮直径大于涡轮直径。本发明有益效果：涡轮增压器压气机的叶轮直径大于涡轮直径，采用较小涡轮端匹配控制增压器运行在高效区，降低了使涡轮增压器有效工作的排气能量门槛，显著提升高原环境下发动机低速、低负荷时涡轮增压器瞬态响应，减小涡轮迟滞影响，保证了高原环境下涡轮增压器低负荷状态供气量，在发动机运行线早期进行有效的增压增效，改善发动机高原环境下低速、低负荷工况下扭矩特性。

Description

一种高原环境用涡轮增压器匹配方法
技术领域
本发明属于涡轮增压器技术领域，尤其是涉及一种高原环境用涡轮增压器匹配方法。
背景技术
涡轮增压器由压气机、涡轮、轴承系统组成，通过利用发动机废气能量驱动涡轮，带动压气机，增加进气密度，提高发动机功率。
高原大气条件与平原相比有显著差别，海拔每升高1000m，大气压力约下降约9％，大气平均温度下降约6.5℃。柴油机在高原环境下工作，随海拔升，大气压力下降，空气密度和含氧量降低，发动机的空气进气量减少，平原正常使用的涡轮增压器匹配方式在高原地区使用时会出现油耗及排温升高、发动机功率下降的问题，增压器超速、空气滤清器堵塞等诸多问题。
低海拔时，由于柴油机增压器的补偿作用，柴油机性能下降较少，这也是柴油机在海拔3000m以上运行时，出现性能明显恶化的主要原因。
目前，针对动力高原增压匹配的研究主要有两大方向：一是采取二级增压技术改善发动机的高海拔适应性，但其重量及体积明显增加，造成了发动机的制造成本大幅提高、使用经济性也受到制约；二是进行单级增压性能改进提升，但多为仅针对高原大功率点恢复匹配，对于高原环境下发动机低速、低负荷时的瞬态响应良好的单级增压鲜有提及。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种高原环境用涡轮增压器匹配方法，以解决当前在高原环境下涡轮增压器低负荷状态供气量差的问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种高原环境用涡轮增压器匹配方法，所述涡轮增压器包括压气机、涡轮，所述压气机包括叶轮，所述涡轮通过转动轴与叶轮固定连接，所述涡轮增压器压气机的叶轮直径大于涡轮直径。
进一步的，所述叶轮的直径与涡轮的直径的比值大于1.2。
进一步的，所述压气机的蜗壳采用旁通再循环进气模式。
进一步的，所述压气机的叶轮的叶片出口设有无叶扩压器。
进一步的，所述压气机的许用压比大于等于4。
进一步的，所述压气机的最大流量与最小流量的比值大于等于4。
相对于现有技术，本发明所述的一种高原环境用涡轮增压器匹配方法具有以下有益效果：
(1)本发明所述的一种高原环境用涡轮增压器匹配方法，涡轮增压器压气机的叶轮直径大于涡轮直径，采用较小涡轮端匹配控制增压器运行在高效区，降低了使涡轮增压器有效工作的排气能量门槛，显著提升高原环境下发动机低速、低负荷时涡轮增压器瞬态响应，减小涡轮迟滞影响，保证了高原环境下涡轮增压器低负荷状态供气量，在发动机运行线早期进行有效的增压增效，改善发动机高原环境下低速、低负荷工况下扭矩特性。
(2)本发明所述的一种高原环境用涡轮增压器匹配方法，压气机的最大流量与最小流量的比值大于等于4，保证压气机流量范围和工作稳定性，进而保证了匹配叶轮的直径与涡轮的直径的比值大于1.2后的工作裕度。
(3)本发明所述的一种高原环境用涡轮增压器匹配方法，压气机的许用压比大于等于4，通过采用高压比压气机有效降低增压器同压比转速并提升转速裕度。
(4)本发明所述的一种高原环境用涡轮增压器匹配方法，压气机的蜗壳采用旁通再循环进气模式，且压气机的叶轮的叶片出口设有无叶扩压器，用于继续拓宽压气机流量范围和提高工作稳定性，保证匹配叶轮的直径与涡轮的直径的比值大于1.2后的工作裕度。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述的涡轮增压器剖面结构示意图。
附图标记说明：
1、蜗壳；2、叶轮；3、涡轮。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1所示，一种高原环境用涡轮增压器匹配方法，涡轮增压器包括压气机、涡轮3，压气机包括叶轮2，涡轮3通过转动轴与叶轮2固定连接，转动轴与涡轮增压器壳体转动连接，涡轮3与叶轮2同步转动，涡轮增压器压气机的叶轮2直径大于涡轮3直径。叶轮2的直径与涡轮3的直径的比值大于1.2。采用较小涡轮3端匹配控制增压器运行在高效区，降低使涡轮增压器有效工作的排气能量门槛，显著提升高原环境下发动机低速、低负荷时涡轮增压器瞬态响应，减小涡轮3迟滞影响，保证了高原环境下涡轮增压器低负荷状态供气量，在发动机运行线早期进行有效的增压增效，改善发动机高原环境下低速、低负荷工况下扭矩特性。
压气机的蜗壳1采用旁通再循环进气模式，且压气机的叶轮2的叶片出口设有无叶扩压器，用于继续拓宽压气机流量范围和提高工作稳定性，保证匹配叶轮2的直径与涡轮3的直径的比值大于1.2后的工作裕度。
压气机的许用压比大于等于4，通过采用高压比压气机有效降低增压器同压比转速并提升转速裕度。压气机的最大流量与最小流量的比值大于等于4，保证压气机流量范围和工作稳定性，进而保证了匹配叶轮2的直径与涡轮3的直径的比值大于1.2后的工作裕度。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及方法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的方法和系统，可以通过其它的方式实现。例如，以上所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。上述单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本发明实施例方案的目的。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种高原环境用涡轮增压器匹配方法，其特征在于：所述涡轮增压器包括压气机、涡轮(3)，所述压气机包括叶轮(2)，所述涡轮(3)通过转动轴与叶轮(2)固定连接，所述涡轮增压器压气机的叶轮(2)直径大于涡轮(3)直径。
2.根据权利要求1所述的一种高原环境用涡轮增压器匹配方法，其特征在于：所述叶轮(2)的直径与涡轮(3)的直径的比值大于1.2。
3.根据权利要求1所述的一种高原环境用涡轮增压器匹配方法，其特征在于：所述压气机的蜗壳(1)采用旁通再循环进气模式。
4.根据权利要求1所述的一种高原环境用涡轮增压器匹配方法，其特征在于：所述压气机的叶轮(2)的叶片出口设有无叶扩压器。
5.根据权利要求1所述的一种高原环境用涡轮增压器匹配方法，其特征在于：所述压气机的许用压比大于等于4。
6.根据权利要求5所述的一种高原环境用涡轮增压器匹配方法，其特征在于：所述压气机的最大流量与最小流量的比值大于等于4。
CN202210993183.6A 2022-08-18 2022-08-18 一种高原环境用涡轮增压器匹配方法 Pending CN115419503A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210993183.6A CN115419503A (zh) 2022-08-18 2022-08-18 一种高原环境用涡轮增压器匹配方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210993183.6A CN115419503A (zh) 2022-08-18 2022-08-18 一种高原环境用涡轮增压器匹配方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115419503A true CN115419503A (zh) 2022-12-02

Family

ID=84197679

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210993183.6A Pending CN115419503A (zh) 2022-08-18 2022-08-18 一种高原环境用涡轮增压器匹配方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115419503A (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070180826A1 (en) * 2004-06-25 2007-08-09 Siegfried Sumser Exhaust gas turbocharger for a reciprocating internal combustion engine and corresponding reciprocating internal combustion engine
US20180045214A1 (en) * 2016-08-15 2018-02-15 Borgwarner, Inc. Compressor wheel, method of making the same, and turbocharger including the same
CN110848019A (zh) * 2019-10-14 2020-02-28 中国北方发动机研究所(天津) 一种变海拔自适应涡轮增压器
DE102020202967A1 (de) * 2020-03-09 2021-09-09 Vitesco Technologies GmbH Abgasturbolader mit Integralgehäuse

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070180826A1 (en) * 2004-06-25 2007-08-09 Siegfried Sumser Exhaust gas turbocharger for a reciprocating internal combustion engine and corresponding reciprocating internal combustion engine
US20180045214A1 (en) * 2016-08-15 2018-02-15 Borgwarner, Inc. Compressor wheel, method of making the same, and turbocharger including the same
CN110848019A (zh) * 2019-10-14 2020-02-28 中国北方发动机研究所(天津) 一种变海拔自适应涡轮增压器
DE102020202967A1 (de) * 2020-03-09 2021-09-09 Vitesco Technologies GmbH Abgasturbolader mit Integralgehäuse

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8424305B2 (en) Turbo compressor system for an internal combustion engine comprising a compressor of radial type and provided with an impeller with backswept blades
EP2279337B1 (en) Compressor
EP1972795A2 (en) Extended leading-edge compressor wheel
US20070204615A1 (en) Two-shaft turbocharger
CN101694178A (zh) 非对称双流道变截面涡轮增压器
CN102661180A (zh) 用于涡轮增压的双区式涡轮
CN111076941A (zh) 双vgt二级可调增压器试验系统
CN204692191U (zh) 带补气功能的船用废气涡轮增压器的压气机壳体
CN114060143A (zh) 基于旁通阀流通特性的变海拔增压压力稳定性控制方法
CN201314254Y (zh) 双涡轮增压器并联三阶段可调涡轮增压装置
CN202560331U (zh) 一种用于涡轮增压的双区式涡轮
CN107060992A (zh) 一种同心组合双转子废气涡轮增压系统结构
CN106870214B (zh) 一种双流道涡轮增压器
CN102691678B (zh) 连续增压压气机
CN115419503A (zh) 一种高原环境用涡轮增压器匹配方法
CN104533599B (zh) 内燃机的两级可调增压系统
CN211652075U (zh) 双vgt二级可调增压器试验系统
CN110848019A (zh) 一种变海拔自适应涡轮增压器
US20150159547A1 (en) Cross Flow Turbine
CN212583814U (zh) 一种相继增压系统、发动机总成及车辆
CN214063076U (zh) 一种二缸发动机涡轮增压系统装置
EP1625291B1 (en) Turbo compressor system for an internal combustion engine comprising a compressor of radial type and provides with an impeller with backswept blades
CN204552954U (zh) 内燃机的两级可调增压系统
CN201314255Y (zh) 大小涡轮增压器三阶段相继涡轮增压装置
CN201050402Y (zh) 新型转叶式变截面涡轮增压器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination