增压涡轮制造技术大讨论

mwmwmw · 发表于 2012-4-30 14:40:02

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本帖最后由 mwmwmw 于 2012-4-30 14:53 编辑

高效、节能、环保是发动机技术发展的主要目标，涡轮增压技术可大大改善发动机的动力性、经济性，降低尾气中的污染物排放。我国轻型汽车目前采用的是国Ⅲ标准，2011年将启动国Ⅳ标准。汽车排放标准日益严格，对汽车增压系统提出了更高要求。实施国Ⅳ标准，意味着带增压器的新车型要配装经过技术提升的增压器，从而给增压器企业带来巨大商机。在这看不见硝烟的战场上，国内外增压器企业你争我夺，竞争激烈。为达到国Ⅳ排放标准，更高压力的电控燃油喷射、可变几何截面的增压中冷、冷却式废气再循环、多气阀技术及可变进气涡流等技术将得到应用。
车用涡轮增压器市场规模将以每年20%~30%的速度增长。“假设2015年国内汽车产销达到2000万辆，其中乘用车占70%，达1400万辆；商用车占30%，达600万辆。如果乘用车配装增压发动机的比例达到20%，即增压车型280万辆，商用车配装增压发动机的比例达到55%，即增压车型330万辆，国内增压发动机装机需求可达610万台。据推算2015年，我国汽车维修配件市场对增压器的需求在400万台左右。两项合计，国内增压器的总需求量在1000万台左右。”
2010年，我国汽车产销量大幅增长，双双超过1800万辆。随着汽车市场规模的不断扩大，需求量不断提升，巨大的市场潜力正在释放。国家出台促进汽车产业发展的相关政策，对增加汽车销量有很大促进作用。因此，国外很多增压器生产厂开始瞄准中国市场，采用独资或合资的经营方式在中国立足。如美国的霍尼韦尔、博格华纳、伊顿、康明斯，日本的石川岛播磨、三菱以及德国的马勒等。
　　这些企业的产品技术来自于国外总部，品种形成了系列化，技术储备超前，经营机制灵活，生产设备精良，具有品牌优势，已抢占国内高端产品市场，在中端市场与国内企业竞争异常激烈。马勒和博世最近合资成立一家公司，主要从事研发、生产和销售涡轮增压器，批量生产已于近日开始。据悉，该合资公司正筹备在中国建厂。这些都给我国增压器市场的发展带来很大机遇，同时给自主品牌增压器企业带来一定压力。

讨论内容：

1. 发动机类型：汽油机、柴油机（车用、船用、内燃机）
2. 材质：如In713C(K418)、TiAl等
3. 制造技术：如熔模铸造、低压铸造、热锻等，热等静压，包括产能、成本、材料利用率
4. 机加工：数控铣削等、机加工工时
5. 不良品率、缺陷类型及原因
6. 价格/质量比较：（与国外同行比）

希望大家现身说法，畅所欲言！

mwmwmw · 发表于 2012-4-30 14:44:26

1# mwmwmw

发动机的动力由燃料燃烧提供的，动力受到每循环燃料的燃烧量限制，每循环燃烧的燃料量受到缸内的空气量的制约。所以提高发动机功率的一个方法是增加进气量，同时燃烧更多的燃料。涡轮增压发动机可以让进气压力提高，从而让更多的空气进入气缸，加大供油量，从而提高功率。使用涡轮增压发动机的汽车给人的感觉是比自然吸气的发动机车强劲很多。使用涡轮增压器的发动机，其输出的最大功率可增加大约40％，甚至更多。另外，发动机在采用了增压技术后，能提高燃油经济性和降低尾气排放。这是涡轮增压发动机优缺点中最主要的优点。

涡轮增压发动机的最高爆发压力和平均温度都会大幅度提高，机械性能、润滑性能也都会受到影响，因此涡轮增压内燃机的寿命会比同样排量的非增压发动机的要短一些。
为了保证增压发动机在较高的机械负荷和热负荷条件下能可靠耐久地工作，必须在发动机主要热力参数的选取、结构设计、材料、工艺等方面做必要的改变，而不是简单地在发动机上装一个增压器就行了。由于这个改变过程在实行中难度颇大，而且还要考虑增压器与发动机的匹配问题，因此在一定程度上也限制了废气涡轮增压技术在发动机上的应用。从你大脚油门希望立即提速，到叶轮高速转动将更多空气压进发动机之间，存在一个时间差，而且这个时间还不短由于转子的惯性作用，叶轮对油门的骤时变化反应还是迟缓。。一般经过改良的涡轮也要至少2秒左右来增加或者减少进气的压力。

各大涡轮增压厂家都在对涡轮增压装置进行升级，但是由于结构性的原因，涡轮增压的汽车驾驶起来的感觉和大排量的汽车还是有一定的差异的。因此如果你要追求激烈驾驶的感觉的话，涡轮增压的引擎其实并不适合你。比如在实际的行驶中，1.8T的涡轮增压发动机，初段的提速能力速肯定不如2.4L自然吸气发动机，但是只要度过了等待期，动力还是会很快窜上来。但如果经常跑高速或者是上高原，涡轮增压是解决发动机动力不足的有效手段，显得特别有用。
一般市内驾驶我们的换档实际都只是在2000-3000之间，5挡能够上到3500转估计速度都破120了，也就是说除非你故意停留在低档位，否则不超过120km的时速涡轮增压根本无法启动。没有涡轮增压的启动，你的1.8T其实还不如一部1.8的车，因为没有启动的涡轮对于进气甚至还有一些阻力作用。

mwmwmw · 发表于 2012-4-30 14:52:59

2# mwmwmw

某新型号K18合金增压器涡轮在试车过程中突然出现排烟管有大量灰色烟雾排出，检查增压器发现涡轮叶片大部分已损坏，致使增压器不能正常使用。涡轮中有一个断裂最严重的叶片首先断裂，它断裂后飞散出去将其它叶片打伤，使它们发生不同程度的叶尖折裂及弯曲变形，从而导致整台增压器不能正常使用。最早断裂的叶片断口的裂纹扩展区平坦光滑，特征明显，是疲劳断裂。疲劳裂纹源起始于距叶根约1 cm处表皮下的铸造缺陷(冷隔)。

该型号涡轮增压器的工况相当恶劣，转速高，涡轮进口燃气温度高(1 000～1 300℃)，叶片上受到多种交变应力的作用。如果铸件中存在缩fL、夹杂、冷热裂纹及表面缩松等铸造缺陷，则这些地方就会成为叶片的薄弱区。由于产生了应力集中，必将首先在此处萌生裂纹，成为叶片疲劳断裂的裂纹源。增压器运行中，裂纹会继续向四周扩展，当扩展到某一临界值，则该叶片将发生突然的瞬时断裂，从而导致了整个增压器的失效。

dragonthree · 发表于 2012-5-3 09:02:27

我对增压器的制造也有兴趣
交流一下
QQ32726526

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[讨论] 增压涡轮制造技术大讨论

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