高原地區(qū)渦輪增壓技術(shù)使用研究范文

本站小編為你精心準(zhǔn)備了高原地區(qū)渦輪增壓技術(shù)使用研究參考范文，愿這些范文能點(diǎn)燃您思維的火花，激發(fā)您的寫(xiě)作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

摘要：在高原地區(qū)，空氣密度低和環(huán)境溫度較低，導(dǎo)致汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行效率很低，為了解決這一問(wèn)題，當(dāng)前已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用渦輪增壓技術(shù)提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能。基于對(duì)渦輪增壓技術(shù)原理的研究，本文指出了渦輪增壓技術(shù)在高原地區(qū)的應(yīng)用方式，從而讓發(fā)動(dòng)機(jī)能夠有效解決在高原地區(qū)運(yùn)行中出現(xiàn)的問(wèn)題，提高汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)性能。

關(guān)鍵詞：高原地區(qū)；渦輪增壓；技術(shù)應(yīng)用

高原地區(qū)由于空氣稀薄，并且環(huán)境溫度較低，所以在內(nèi)燃機(jī)的應(yīng)用會(huì)產(chǎn)生啟動(dòng)困難、運(yùn)行效率低以及污染物排放更多等問(wèn)題，在當(dāng)前和今后的發(fā)展中需要對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行有效解決。而要達(dá)成這一目的，需要對(duì)內(nèi)燃機(jī)以及渦輪增壓技術(shù)的原理進(jìn)行詳細(xì)了解，通過(guò)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)化與改進(jìn)讓渦輪增壓技術(shù)能夠全面發(fā)揮應(yīng)有作用，提高內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行效率。

1渦輪增壓技術(shù)的原理

渦輪增壓技術(shù)的原理可總結(jié)為應(yīng)用內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)生的廢氣作為發(fā)動(dòng)機(jī)中空氣壓縮裝置的原動(dòng)力，以提升內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行效率，可以發(fā)現(xiàn)該項(xiàng)技術(shù)在高原地區(qū)能夠取得很好的運(yùn)行效果，但是在新鮮空氣被壓縮的過(guò)程中，對(duì)內(nèi)燃機(jī)本身的運(yùn)行狀態(tài)會(huì)產(chǎn)生一定程度上的影響，最直接的體現(xiàn)為在新鮮空氣被壓縮的過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量的內(nèi)能，若不對(duì)這種情況進(jìn)行處理，將會(huì)讓內(nèi)燃機(jī)的溫度過(guò)高，導(dǎo)致內(nèi)燃機(jī)的整體強(qiáng)度和運(yùn)行壽命下滑，所以在高原地區(qū)的渦輪增壓技術(shù)應(yīng)用中，需要對(duì)內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行有效散熱[1]。在當(dāng)前的渦輪增壓技術(shù)研究中，已經(jīng)研發(fā)出了兩種渦輪增壓方式，一種為脈沖增壓方法，另一種為定壓增壓方法，這兩種技術(shù)各有優(yōu)缺點(diǎn)，對(duì)于高原地區(qū)來(lái)說(shuō)，不同類(lèi)型的車(chē)輛需要合理選擇渦輪增壓技術(shù)，但是無(wú)論哪種渦輪增壓技術(shù)，在應(yīng)用中都需要對(duì)內(nèi)燃機(jī)設(shè)置另一套冷卻系統(tǒng)，該系統(tǒng)的作用在一定程度上與水箱相同，但是對(duì)于高原地區(qū)來(lái)說(shuō)，水箱能夠發(fā)揮的作用通常較為有限，所以在內(nèi)燃機(jī)冷卻器的設(shè)計(jì)過(guò)程中需要對(duì)該設(shè)備進(jìn)行改變與優(yōu)化。

2高原地區(qū)渦輪增壓技術(shù)的應(yīng)用方式

2.1渦輪增壓技術(shù)的選擇

當(dāng)前的渦輪增壓技術(shù)已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了兩種方式，這兩種技術(shù)的特點(diǎn)有很大不同，需要對(duì)車(chē)輛的預(yù)期性能和作用環(huán)境進(jìn)行研究，以確定具體的渦輪增壓方法，這兩種渦輪增壓技術(shù)的特點(diǎn)如下：

1）定壓增壓方法。這種方法的原理是將氣缸中產(chǎn)生的廢氣收集到大體積排氣管中，在發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行過(guò)程中會(huì)利用排氣管的穩(wěn)壓作用使渦輪入口處的壓力保持不變。這種技術(shù)的特點(diǎn)為工作效率較高，并且產(chǎn)生的氣流激振較小，但是通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究也可以發(fā)現(xiàn)，這種技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中對(duì)廢氣能量的利用效率較為一般，增壓壓力較小時(shí)，能量的利用率僅為12～15%，高增壓壓力情況下，能力的利用率能高于30%，另外這種技術(shù)在應(yīng)用中車(chē)輛的加速性能較差[2]。

2）脈沖增壓技術(shù)。這種技術(shù)在應(yīng)用中需要充分降低排氣管的容積，保證內(nèi)燃機(jī)中產(chǎn)生的廢氣能夠?qū)υ鰤浩髦械臏u輪產(chǎn)生脈沖沖擊效果，這種技術(shù)能夠大幅提高廢氣的利用率，同時(shí)能夠讓車(chē)輛具備很高的加速性能，但是這種技術(shù)對(duì)車(chē)輛的構(gòu)件強(qiáng)度提出了很高要求，在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，容易導(dǎo)致渦輪葉片斷裂。通過(guò)對(duì)這兩種技術(shù)的特點(diǎn)和原理的研究可以發(fā)現(xiàn)，對(duì)于民用車(chē)輛來(lái)說(shuō)，應(yīng)用定壓增壓方法能夠降低車(chē)輛的生產(chǎn)成本，并且在性能方面也能夠滿(mǎn)足民用車(chē)輛的相關(guān)要求，對(duì)于重型車(chē)輛以及對(duì)加速性能要求很高的車(chē)輛，需要應(yīng)用脈沖沖壓技術(shù)保證車(chē)輛的運(yùn)行狀態(tài)滿(mǎn)足相關(guān)要求[3]。

2.2冷卻系統(tǒng)優(yōu)化

在當(dāng)前的渦輪增壓技術(shù)中，通常會(huì)設(shè)置中冷器對(duì)壓縮后的空氣進(jìn)行降溫，這種技術(shù)的原理為將內(nèi)燃機(jī)壓縮后的空氣分散到過(guò)個(gè)細(xì)管中，并在這些細(xì)管外設(shè)置常溫空氣流動(dòng)系統(tǒng)，在這些常溫空氣的流動(dòng)中會(huì)帶走內(nèi)燃機(jī)中產(chǎn)生的多余熱量。雖然高原地區(qū)氣溫普遍較低，但是由于空氣稀薄往往不能產(chǎn)生很好的散熱效果，故而在高原地區(qū)的渦輪增壓技術(shù)應(yīng)用中，中冷器需要被獨(dú)立設(shè)計(jì)。通常情況下，可以應(yīng)用微型空氣收集和壓縮裝置達(dá)成這一目的，在該設(shè)備的運(yùn)行中，能夠向中冷器中吹入更多的空氣量，從而讓這些空氣能夠全面有效達(dá)成散熱效果。需要注意的是，對(duì)于不同運(yùn)行狀態(tài)的渦輪增壓器，壓縮空氣產(chǎn)生的內(nèi)能有很大不同，為了防止壓縮溫度過(guò)低提高內(nèi)燃機(jī)的燃料消耗，在微型空氣收集或壓縮系統(tǒng)的運(yùn)行中，需要能夠按照渦輪增壓系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)修正進(jìn)氣量，提高中冷器的運(yùn)行穩(wěn)定性與合理性[4]。

2.3技術(shù)應(yīng)用的維護(hù)

在渦輪增壓技術(shù)的應(yīng)用中，為了能夠提高設(shè)備的運(yùn)行壽命以及規(guī)避設(shè)備運(yùn)行中可能產(chǎn)生的問(wèn)題，在技術(shù)的應(yīng)用中需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)，維護(hù)內(nèi)容包括以下內(nèi)容：1）發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)熱。在高原地區(qū)通常氣溫較低，并且空氣稀薄，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)的預(yù)熱效果變差，所以在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，在冬季要保證發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)行時(shí)間不低于5分鐘。2）發(fā)動(dòng)機(jī)停車(chē)要求。在發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后，不可直接進(jìn)行熄火操作，原因在于在渦輪增壓技術(shù)的應(yīng)用中，系統(tǒng)中的相關(guān)構(gòu)件會(huì)產(chǎn)生很高的溫度，當(dāng)直接熄火后導(dǎo)致熱量不容易散失，并且渦輪此時(shí)還處于高速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，直接熄火后容易導(dǎo)致軸承承受更大的力而被損壞。

3結(jié)束語(yǔ)

在高原地區(qū)渦輪增壓技術(shù)的應(yīng)用，一是要根據(jù)車(chē)輛的類(lèi)型與工作環(huán)境確定渦輪增壓技術(shù)的具體類(lèi)型，保證該項(xiàng)技術(shù)能夠發(fā)揮應(yīng)有作用。二是要為進(jìn)行中冷器優(yōu)化，該設(shè)備需要能夠自主提高空氣流量。三是要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行保養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊永忠，申立中，畢玉華，等.可變噴嘴渦輪增壓器(VNT)對(duì)高原地區(qū)車(chē)用柴油機(jī)性能與排放的影響研究[J].裝備環(huán)境工程，2017，14(10)：12-18.

[2]董長(zhǎng)龍.增壓柴油機(jī)高原性能恢復(fù)研究[D].北京：北京理工大學(xué)，2016.

[3]閆斌.車(chē)用柴油機(jī)相繼增壓系統(tǒng)研究及中冷器流場(chǎng)計(jì)算[D].大連：大連交通大學(xué)，2009.

[4]王俊平.內(nèi)燃機(jī)車(chē)柴油機(jī)相繼增壓系統(tǒng)研究[D].南京：南京理工大學(xué)，2004.

作者:劉曉波 方艷陸 單位:軍事交通學(xué)院