新一代发动机涡轮增压器解决方案

• 作者: Silvio Risse 刘志坚
• 来源期刊: 国外铁道机车与动车
• 关键词: KBB公司 涡轮增压器 两级增压系统 EGR涡轮增压器
• 年，卷（期）: 2017,（3）
• 所属期刊栏目: 设计·制造
• 页码范围: 38-48
• 页数: 11页
• 语种: 中文

摘要

发动机的最新发展主要是由性能目标、寿命成本和排放的相关规则或法规驱动的.所有这些需求会引发新一代发动机以及几种新技术的诞生.一方面,在燃气发动机上安装两级涡轮增压系统已成为趋势,这样能够利用中间冷却的优点来获得更好的性能.另一方面,柴油发动机必须包括新的发动机技术,例如排气再循环(EGR)或排气后处理系统,以管理排放和特定燃油消耗需求之间的平衡.双燃料发动机在一定程度上是两种发动机类型的组合,其特征在于与气体模式相比,柴油机模式具有更高的压气机压力比.这对于单级涡轮增压来说是新的挑战,因为需要将压力比大于5.5的需求与用于模式切换的宽压气机图相结合.在大多数情况下,所有这些新技术的有效性取决于优化甚至定制的涡轮增压器解决方案.KBB公司的产品组合反映了新一代发动机的这些要求.KBB为受欢迎的ST27单级涡轮增压器提供了新设计的压气机系列,以满足这些发动机的特殊要求.此外,KBB公司开发了两级涡轮增压器系统K2B,目前可实现高达10 bar的充气压力.自2014年推出以来,K2B系统安装在几种柴油和燃气发动机上,现已通过大量的运行试验来评估系统.文章简要报告了试验台和现场经验.除了性能目标外,它特别提出了在各种定制的涡轮增压控制系统上的密封和匹配两个阶段的高要求.KBB公司从事用于单级和两级涡轮增压发动机的EGR涡轮增压器(EGR-TC)的开发.主要挑战是在高压EGR系统中的非典型涡轮增压器操作条件,以及压气机和涡轮机设计的匹配.附加要求是在进气温度高达140℃的EGR特定进入条件下的高耐久性以及对冷凝物和颗粒对压气机侧冲击的充分耐磨性.常规设计的废气涡轮增压器需要进行大量的重新设计以在这些特定条件下实现合理的效率.由于失配而通过EGR涡轮机带走的排气焓不可用于建立实际的增压空气压力,所以不能忽略对系统效率的影响.为此,KBB设计了经特殊改进的EGR涡轮增压器ERT20,作为考虑整体系统效率要求的桥接大型柴油发动机上的排气歧管和空气接收器之间的压力差的有效方式.除了最大涡轮增压器效率之外,重点在于合理的成本和部件的可接受的使用寿命.文章介绍了该开发项目的选定步骤和在测试台上的首次测试结果.