涡轮增压器技术继续发展_图文

1、综 述 述 评涡轮增压器技术继续发展关键词 :涡轮增压器 MAN D iese l 公司 可变涡轮面积 (CTA 二级增压 试验图 1 涡轮面积可变 的 T C A 55型涡 轮增 压器 正在经 受现 场试验 (为 Stena Conco rd i a M ar iti ne 公 司的 S tena presi dent 号 7万吨 油 船上 的 两 台 6S46M C C 型 发 动机 中 的 一 台 增 压 基地在德国奥格斯堡的 MAN 柴油机公司的涡 轮增压器分部一直在致力于公司的往复式发动机 的空气管理技术。很显然 , 涡轮增压 器的研发 人员看 到其身 处 MAN D iese l

2、公司四冲程发动机制造中心当中的明 显优越性。 MAN D iese l 公司分管涡轮增压器分部 的执行董事 Stephan T i m m er m ann 说 : 涡轮增压器 的开发需要熟悉并了解发动机研发人员的需求 , 而 这类信息来源于从早期概念设计到售后服务的整 个过程。而且 , 对于涡轮增压器的研发人员 , 还有 一个重要问题是要与我们的二冲程发动机的业务 密切相关 , 因此我们对哥本哈根工厂的生产经营活 动密切关注。 !而且 , 在过去 10年中 , 来自发动机研发人员的 新要求从来就没有间断过。愈来愈严格的环保法 规对 NOx 的排放要求愈来愈苛刻 , 与此同时运 营 经济性的要

3、求对燃油消耗和发动机性能方面的 改进造成的压力也是 10年前意想不到的。今 天的采用电子控制的发动机由于能够对运行参 数进行灵活设定 , 因此能很好地满足这类要求。为了使柴油机 (不论是二冲程的还是四冲 程的 实现优化的性能 , 需要在燃烧室建立更高 的压力。这 一点可 以与改 变进气 门关 闭定时 (Miller 定时 相结合 , 与此同时 , 亦可利用电子 控制燃油喷射。为实现气缸最大限度地扫气 , 以实现发动 机的环保和高效率要求 , 还必须采用高效涡轮 增压器。因此 , MAN D i e sel 公司正在 进行的工作就 是拓宽新方案、 新 产品和新系统的范围。可变 涡轮流通面积 (V

4、TA 的装置无论对其轴流和径 流式涡轮增压器都是一种 重要的新产品 , 两级 在两级涡轮增压系统中 , 两台涡轮增压器串连 运行。在两台压气机之间有一台中间级的增压空 气冷却器 , 它明显地降低了实现很高压比所需要的 能量。在这 里 , 为了 优 化发 动机 性 能 , 部分 负 荷 VTA 系统获得重要应用 :在部分负荷增加增压空气 压力 ; 在全负荷下取代增压空气旁通装置 (增压废 气旁通阀 。采用 VTA 系统 , 涡轮增压器输出可 与发动机 空气需求精确匹配 , 而不再需要将过量压气机输出 排向大气 , 其结果是改进了发动机效率。MAN D i e sel 公 司 基 础 开 发 经

5、理 H anes Be netschi k 说 : 两级涡轮增压系统提供的性能优于单 级涡轮增压 (几乎对所有参 数都有改进 。例如 :新型两级涡轮增压系统总效率比单级涡轮增压系 统高约 15%, 这 使得发动机的性 能有所改进。同 样 , 不仅 NOx 排放量得到降低 , 而且燃油消耗率也 在掌控之中。 !32 国外内燃机车 #2009年第 6期 (总第 408期 图 2 MAN D iese l 公司在德国奥格斯堡的涡轮增压器转子试验台试验装置VTA 系统是 MAN D iese l 公司自行开发的。 2006年 , 在 哥 本 哈 根 工 厂 , 在 燃 用 柴 油 的 4T50ME X

6、 试验机上对 TC A550型涡 轮增压器 进行了大量试验。对带有 VTA 系统的 TCA55型涡轮增压器 进行了现场试验 (为 Stena Concordia M aritine 公 司的 Stena presiden t 号 7万 吨油 船 上 的 两台 6S46M C C 型发动机中的一台增压 。该涡轮增 压器的应用为 MAN D iesel 公司提供了一次对比 性能和状态的极好机会 , 因为带 VTA 涡轮增压 器的发动机是与一台 不带 VTA 涡轮增压器的 发动机并行工作的。另一项对带 VTA 的 TCA55 2型 涡轮增压 器的重要试验 是在首台 S40M E B 型 发动机上 进

7、行的。这种新的发动机于 2007年 12月初在 韩国昌原的 STX 重型机械厂通过了型式试验。 带 VTA 的 TCA55 2型涡轮增压器型式试验是在该 发动机上进行的 , 试验证明其对扫气压力以及因此 对最大爆发压力 和压缩压力 具有非常 好的作用。 其结果是燃油消耗率以及未燃碳氢化合物和一氧 化碳排放量均有降低 , 在部分负荷下尤为突出。与 此同时 , NOx 排放 量亦被保 持在规定 的限制范 围 内。MAN 柴油机公司的奥格斯堡工厂不仅拥有发 动机试验台 , 而且还有涡轮增压器试验台 (图 2 。 在这里 , 所进行的试验是多样化的 包括在各种 条件下从纯粹的材料试验到转子的旋转试验。

8、主要的试验是在 MAN D iesel 公司的各种燃烧器试验 装置上进行的 , 在这些试验装置上 , 对各种 VTA 组 件进行了全面的试验。T i m m er m ann 说 : 毫无疑问 , 涡轮增压器 对于 往复式发动机来说是关键部件 , 我们希望能充分利 用它。所以我们对最大的标准型轴流和径流式涡 轮 增 压器 TCA88 25和 TCR22 25 加 大 了 空气流量 , 以满足市场需求。译自 D iesel&Gas Turbine W orldw ide #2008, %6, 6869译者 刘景宝 校者 苏 明MTU 公司研制出混合驱动系统发动机制造商 MTU 公司最近研制出一种新型 混合驱动系统的样机。该混合驱动系统带有排气 后处理装置 , 其目标市场是具有更高效率的地区列 车。混合驱动系统动力包以一台适合于在动车地 板下面安装、 最大功率为 390k W 的柴油机为基础 , 它采用再生制动。在制动过程中 , 发电机将动能转 变成电能 , 电能被储存在车上。这样 , 当列车功率 不足时 , 根据运行需要 , 储存的电能可用来改善加 速或减轻发动机负荷。该混合驱动系统还可以提供单独用电来驱动 列车所需的功率 , 从而可以降低列车在车站运行时 的噪声和减少废气排放污染物。在需要频繁制动 和加速的短途线路上 , 该混合驱动系统还具有节省 燃油消耗和