孫富強(qiáng)+王凱

摘要：渦輪增壓有成本低、功率大等特點(diǎn)，但普通的渦輪增壓系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)揮不出應(yīng)有的效果，因此還需對(duì)車(chē)用渦輪增壓系統(tǒng)零部件進(jìn)行改進(jìn)。文章分別介紹了車(chē)用渦輪增壓系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)，指出了車(chē)用渦輪增壓系統(tǒng)零部件的改進(jìn)策略。

關(guān)鍵詞：車(chē)用渦輪；增壓系統(tǒng)；零部件改進(jìn)

中圖分類號(hào)：TK413文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-2374（2014）24-0011-02

1車(chē)用渦輪增壓技術(shù)概述

隨著工業(yè)的發(fā)展，汽車(chē)工業(yè)已經(jīng)成為我國(guó)大力發(fā)展的重點(diǎn)行業(yè)，同時(shí)汽車(chē)排放的尾氣對(duì)環(huán)境的影響也越來(lái)越受到重視。因此，我國(guó)對(duì)汽車(chē)的排放量有了嚴(yán)格的要求。渦輪增壓器作為一種能減少排放、提高功率的裝置，已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用到了各式各樣的汽車(chē)上。

車(chē)用渦輪增壓技術(shù)已經(jīng)有一百多年的歷史了，早在1961年，就已經(jīng)有人將渦輪增壓器試探性地安裝到了小轎車(chē)上，但是由于瞬間就會(huì)產(chǎn)生巨大的熱量和壓力，致使效果并不明顯。后來(lái)，北歐瑞典的薩博公司作為第一家成功將渦輪增壓器應(yīng)用到汽車(chē)產(chǎn)品上的制造商，使汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)在渦輪增壓技術(shù)上的應(yīng)用真正開(kāi)始走向成熟，同時(shí)，也宣告了一個(gè)新的汽車(chē)時(shí)代的到來(lái)。

在進(jìn)行大批量的生產(chǎn)和制造渦輪增壓系統(tǒng)時(shí)，運(yùn)用工業(yè)工程有關(guān)的方法研究、勞動(dòng)定額、工作研究啟發(fā)式平衡法等方法和理論，通過(guò)分析大量的國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)資料，再綜合考慮現(xiàn)有的生產(chǎn)制造技術(shù)，探索出一種新的優(yōu)化解決方案。并結(jié)合現(xiàn)有公司的實(shí)際生產(chǎn)情況，努力找出簡(jiǎn)單可行的方案，使結(jié)果朝著滿意的方向發(fā)展。除此之外，現(xiàn)有的公司還不能忽視來(lái)自競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手所帶來(lái)的壓力，在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上要不斷提高自身的競(jìng)爭(zhēng)力，對(duì)現(xiàn)有的車(chē)用渦輪增壓系統(tǒng)里不見(jiàn)的生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)或重新研究，并從找出存在的問(wèn)題，尋求更好的提高、改進(jìn)的可能。

2車(chē)用渦輪增壓系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)

發(fā)展工業(yè)柴油機(jī)用渦輪增壓器已經(jīng)迫在眉睫，早在1954年9月27日克拉夫·蓋瑞特先生就決定將渦輪增壓器從燃?xì)廨啓C(jī)部門(mén)中獨(dú)立出來(lái)，因此他組織、安排人員成立了艾雷賽奇工業(yè)部，這個(gè)部門(mén)專門(mén)從事車(chē)用渦輪增壓技術(shù)的制造和設(shè)計(jì)工作。由于艾雷賽奇工業(yè)部發(fā)展越來(lái)越壯大，到后來(lái)直接發(fā)展成了蓋瑞特汽車(chē)公司。

2.1車(chē)用渦輪增壓系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，使用車(chē)用渦輪增壓系統(tǒng)的各個(gè)廠家都在對(duì)渦輪增壓技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)。但是由于設(shè)計(jì)原理方面存在著一些問(wèn)題，使得安裝了車(chē)用渦輪增壓系統(tǒng)的汽車(chē)與大排量的一般汽車(chē)相比，駕駛起來(lái)有一定的差異。比如：一輛1.8T的渦輪汽車(chē)，在實(shí)際行駛中加速時(shí)，肯定比不上2.4L的大排量汽車(chē)，但是一旦度過(guò)了等待期，1.8T裝有渦輪增壓系統(tǒng)的汽車(chē)的速度同樣會(huì)迅速提高。所以，如果駕駛者是一個(gè)追求駕駛速度感覺(jué)的人，那么裝有車(chē)用渦輪增壓系統(tǒng)的汽車(chē)并不適合這樣的人；相反，如果駕駛者是經(jīng)常跑高速之類的人，那么安裝上車(chē)用渦輪增壓協(xié)同就顯得特別有用。如果汽車(chē)經(jīng)常在城市內(nèi)行駛，就非常有必要考慮一下安裝渦輪增壓系統(tǒng)，因?yàn)闇u輪增壓系統(tǒng)并不是隨時(shí)隨地在啟動(dòng)的，在日常行駛時(shí)，渦輪增壓系統(tǒng)很少被啟動(dòng)，甚至不會(huì)被啟動(dòng)，這就嚴(yán)重的影響了渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的日常表現(xiàn)。例如，有一種品牌的汽車(chē)，啟動(dòng)是在三千五百轉(zhuǎn)每分鐘，最終的動(dòng)力輸出點(diǎn)卻是在四千轉(zhuǎn)每分鐘左右，而此時(shí)會(huì)產(chǎn)生二次加速的感覺(jué)，并一直持續(xù)到六千轉(zhuǎn)每分鐘，甚至更高。

2.2車(chē)用渦輪增壓系統(tǒng)的缺點(diǎn)

任何事情都是有利又有弊的，車(chē)用渦輪增壓技術(shù)也不例外。發(fā)動(dòng)機(jī)如果采用的是廢氣渦輪增壓技術(shù)，啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的平均溫度和最高爆發(fā)壓力都將大幅度提高，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)的潤(rùn)滑性能和機(jī)械性能受到或多或少的影響。為了讓發(fā)動(dòng)機(jī)在較高的熱負(fù)荷和機(jī)械負(fù)荷下能夠可靠持久的工作，必須改變發(fā)動(dòng)機(jī)的選取、材料、工藝、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面的主要熱力參數(shù)，而不是只是裝上一個(gè)簡(jiǎn)單的增壓器裝置就可以的。由于這個(gè)過(guò)程在執(zhí)行時(shí)存在著很大的難度系數(shù)，除此之外還要考慮發(fā)動(dòng)機(jī)和車(chē)用渦輪增壓器是否匹配，所以在某種程度上廢氣渦輪增壓器的應(yīng)用受到了限制。相反，廢氣渦輪增壓器與柴油機(jī)配合使用時(shí)，不僅會(huì)擴(kuò)大允許工作的范圍，還會(huì)提高渦輪機(jī)的工作效率。因此，在廢氣渦輪增壓器和柴油機(jī)配合使用時(shí)，產(chǎn)生的問(wèn)題較少，得到了較廣泛的應(yīng)用。對(duì)于汽油機(jī)而言，渦輪增壓后，提高了缸內(nèi)混合氣壓縮和燃燒氣體的壓力和溫度，使燃燒室內(nèi)的零件受熱增加了熱負(fù)荷，變得非常容易產(chǎn)生爆震的現(xiàn)象。這也是為什么渦輪增壓系統(tǒng)在汽油機(jī)上得不到應(yīng)用的重要原因之一。

3車(chē)用渦輪增壓系統(tǒng)零部件改進(jìn)策略

3.1渦輪增壓裝置改進(jìn)

雖然渦輪增壓裝置看上去很復(fù)雜，實(shí)際上原理是很簡(jiǎn)單的。車(chē)用渦輪增壓裝置主要的組成部件是增壓器和渦輪室。首先，發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣歧管與渦輪室的進(jìn)氣口相連接，排氣口則接在排氣管上。然后，空氣濾清器管道和增壓器相連，排氣口則與進(jìn)氣歧管相接。最后，葉輪和渦輪分別裝在增壓器和渦輪室內(nèi)，這樣的安排可以使同樣一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)在增壓之后產(chǎn)生更大的功率。比如1.8T渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，經(jīng)過(guò)車(chē)用渦輪增壓之后，動(dòng)力會(huì)達(dá)到2.4L普通發(fā)動(dòng)機(jī)的水平，但是燃油量卻并沒(méi)有增加多少，因此，從另一個(gè)角度上來(lái)看就是降低了尾氣排放量、提高了燃油的經(jīng)濟(jì)性。

另一種渦輪增壓方式是可變截面渦輪增壓，這種增壓的方式是根據(jù)渦輪增壓柴油機(jī)外界負(fù)荷的變化來(lái)改變氣流通過(guò)渦輪噴嘴葉片的角度實(shí)現(xiàn)的，這種方法會(huì)使得渦輪片的氣流參數(shù)發(fā)生變化，通過(guò)渦輪焙降的變化實(shí)現(xiàn)的改變來(lái)改變，讓壓氣機(jī)口增壓壓力的大小發(fā)生變化，從而使柴油機(jī)和渦輪增壓器之間能夠進(jìn)行良好的匹配。

3.2裝配方式的改進(jìn)

自從上個(gè)世紀(jì)50年代起，生產(chǎn)線平衡技術(shù)就經(jīng)歷了較長(zhǎng)時(shí)間的演變。首先，是最優(yōu)化技術(shù)主導(dǎo)的年代，由于此技術(shù)在生產(chǎn)線平衡的應(yīng)用中存在著局限性，所以啟發(fā)式方法就應(yīng)運(yùn)而生了，它的出現(xiàn)不僅克服了最優(yōu)化技術(shù)所存在的缺陷，還導(dǎo)致了更多的其它可行方法的產(chǎn)生。再后來(lái)，研究學(xué)者把注意力轉(zhuǎn)向了更加新穎的人工智能方法，這種方法更能適應(yīng)現(xiàn)代復(fù)雜的、動(dòng)態(tài)的環(huán)境，是最具有研究前景的一個(gè)研究領(lǐng)域。

渦輪增壓器的裝配方式采用的是流水線的生產(chǎn)方式，這種方式適合大批量、規(guī)模化的生產(chǎn)。除此之外，流水線作業(yè)方式還存在著諸多優(yōu)勢(shì)，比如：易于控制、節(jié)奏性好等。渦輪增壓器是一種部件互換性強(qiáng)、標(biāo)準(zhǔn)化程度高的產(chǎn)品，一旦采用流水線方式裝配，不僅可以大大地提高生產(chǎn)效率，還可以有效地降低生產(chǎn)成本，促進(jìn)產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的提高。裝配流水線這種生產(chǎn)形式誕生了流水線平衡技術(shù)，尤其是復(fù)雜零部件的裝配過(guò)程更加需要較好的平衡，因?yàn)槠胶獠粌H能使裝配內(nèi)容合理地分配到各個(gè)工作崗位上，還有助于生產(chǎn)勞動(dòng)率的提高。

4結(jié)語(yǔ)

隨著車(chē)用渦輪增壓新技術(shù)的發(fā)展，給柴油機(jī)動(dòng)力性能的提高增加了可能性和機(jī)會(huì)，同時(shí)也為其提供了一項(xiàng)非常好的技術(shù)支持。有些國(guó)內(nèi)的渦輪增壓柴油機(jī)動(dòng)力生產(chǎn)商預(yù)測(cè)到了這項(xiàng)新技術(shù)具有發(fā)展?jié)摿Γ谌硇牡臑檫@項(xiàng)技術(shù)投入資金、物力支持，為能使其順利進(jìn)入市場(chǎng)做足了前期準(zhǔn)備工作，專家預(yù)測(cè)，這項(xiàng)新的渦輪增壓技術(shù)近期內(nèi)將在我國(guó)車(chē)用渦輪增壓柴油機(jī)市場(chǎng)上得到全面的、廣泛的推廣和應(yīng)用，為取得良好的經(jīng)濟(jì)效益打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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