渦輪

層次貝葉斯方法的渦輪盤疲勞可靠性分析甘啟義1，黃洪鐘*,2，張曉穎2，李彥鋒2，錢華明2（1.成都高新技術(shù)創(chuàng)業(yè)服務(wù)中心，四川 成都 610041；2.電子科技大學(xué) 機(jī)械與電氣工程學(xué)院，四川 成都 611731）航空發(fā)動機(jī)渦輪盤的可靠性數(shù)據(jù)來源通常是多源的，并且各數(shù)據(jù)信息來源的可信性也不同，給渦輪盤可靠性分析帶來嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。為了解決這一問題，本文首先采用層次貝葉斯方法對渦輪盤的觀測數(shù)據(jù)和其他多源先驗(yàn)信息進(jìn)行融合；其次對不同來源的渦輪盤可靠性數(shù)據(jù)進(jìn)行貝葉斯推理，

（ORC），復(fù)合渦輪和熱電轉(zhuǎn)換。其中，有機(jī)朗肯循環(huán)雖然有較高的回收效率，并能同時(shí)回收發(fā)動機(jī)排氣與冷卻系統(tǒng)中的熱能，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，而且在有限的車內(nèi)空間中布置困難，想要在汽車上得到廣泛應(yīng)用，還有很長的路要走[1-2]。至于熱電轉(zhuǎn)換技術(shù)，因其轉(zhuǎn)換材料不合適和目前來看較低的轉(zhuǎn)換效率，在實(shí)際應(yīng)用之前還需要進(jìn)一步的研究[3-4]。與前兩種主流回收技術(shù)相比，復(fù)合渦輪技術(shù)的配置簡單、成本較低、技術(shù)簡單，在重型柴油機(jī)中的應(yīng)用較為成功[5-7]。本文建立由增壓渦輪與動

排和高輸出功率,渦輪增壓技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生[2]。渦輪級是渦輪增壓器的關(guān)鍵部件,其內(nèi)部流體運(yùn)動極為復(fù)雜,通常具有三維、黏性、非定常等特點(diǎn),并且涉及動靜耦合及振動等的影響[3]。因此,研究渦輪增壓器渦輪級流場特性,對優(yōu)化渦輪增壓器的結(jié)構(gòu)及工作性能而言極為關(guān)鍵[4]。數(shù)值模擬由于不受渦輪增壓器復(fù)雜的內(nèi)外結(jié)構(gòu)特征限制,能直觀反映內(nèi)部流場分布及運(yùn)動特性,因此成為渦輪增壓器渦輪級流場特性研究的重要手段。針對渦輪增壓器內(nèi)部流場特性,國內(nèi)外科研人員進(jìn)行了大量研究。盧隆輝等[5

034)1 引言渦輪組件是燃?xì)廨啓C(jī)的重要承力構(gòu)件和功率輸出部件，其結(jié)構(gòu)有單級和多級。目前，對于多級盤的渦輪組件，基本上是通過螺栓方式進(jìn)行連接，其優(yōu)勢是結(jié)構(gòu)簡單，成本較低，便于拆裝。國內(nèi)外學(xué)者對螺栓連接進(jìn)行過大量研究[1-3]，但重點(diǎn)集中在螺栓本體，包括螺栓的動靜強(qiáng)度、疲勞、螺栓預(yù)緊力、加載順序等。就螺栓連接方式對連接對象的影響——特別是靜力學(xué)特性的影響，卻少有學(xué)者深入研究。螺栓連接的實(shí)質(zhì)是通過螺栓施加一定的預(yù)緊力來實(shí)現(xiàn)構(gòu)件的連接。預(yù)緊力大小將直接影響結(jié)構(gòu)件

110015對轉(zhuǎn)渦輪是提高航空發(fā)動機(jī)推重比的有效技術(shù)途徑之一。20世紀(jì)后半葉，美國綜合高性能渦輪發(fā)動機(jī)技術(shù)計(jì)劃(IHPTET)[1]和后續(xù)的先進(jìn)可承受通用渦輪發(fā)動機(jī)計(jì)劃(VAATE)[2]始終將對轉(zhuǎn)渦輪列為關(guān)鍵性技術(shù)進(jìn)行研究。在這些計(jì)劃要求的推動下，美國P&W公司成功研制出了第4代發(fā)動機(jī)F119，其采用了1+1對轉(zhuǎn)渦輪氣動布局，該發(fā)動機(jī)推重比達(dá)到了10量級[3-4]，而GE公司研制的YF120發(fā)動機(jī)，其更是采用了1+1/2無導(dǎo)葉對轉(zhuǎn)渦輪氣動布局[5-8]。

增壓器的R2S?渦輪增壓系統(tǒng)博格華納日前將寶馬235 kW 柴油發(fā)動機(jī)的性能提升到了新的高度。這款發(fā)動機(jī)用于寶馬的多個(gè)車型中，采用博格華納的可調(diào)兩級渦輪增壓技術(shù)(R2S?)，通過兩個(gè)可變截面渦輪增壓器(VTG)，有效增強(qiáng)發(fā)動機(jī)動力，實(shí)現(xiàn)迅速加速，同時(shí)大幅減少排放和油耗。在這一全新應(yīng)用中，博格華納的R2S渦輪增壓技術(shù)將兩個(gè)電動VTG渦輪增壓器串聯(lián)起來，其中尺寸較小的高壓渦輪增壓器在低發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速下提供大部分壓力。而隨著發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的加快，較大的低壓渦輪增壓器逐漸

4C-11：增壓渦輪、渦輪增壓助力控制電磁閥B-電路過低。P004C-00：增壓渦輪、渦輪增壓助力控制電磁閥B-電路過低。P004B-19：增壓渦輪、渦輪增壓助力控制電磁閥B-電路范圍性能。P004C-12：增壓渦輪、渦輪增壓助力控制電磁閥B-電路過低。綜上故障提示，可以看出造成該車故障的主要原因是在渦輪增壓器上。針對于該車的渦輪增壓系統(tǒng)做一個(gè)系統(tǒng)了解，首先該車有一個(gè)主渦輪增壓器、一個(gè)輔助增壓器和 ECM 內(nèi)的軟件,兩個(gè)渦輪增壓器可在兩種模式下工作：單渦輪

2.0T發(fā)動機(jī)三渦輪增壓技術(shù)解析蕪湖市職業(yè)技能鑒定中心 顏宏濱沃爾沃Drive-E 2.0T發(fā)動機(jī)裝備了3個(gè)渦輪增壓器，其最大功率可達(dá)335 kW，其動力輸出超越了搭載3.0T雙渦輪增壓發(fā)動機(jī)的寶馬M3車。沃爾沃Drive-E 2.0T三渦輪增壓發(fā)動機(jī)屬于沃爾沃的Drive-E系列，E的含義是高效、環(huán)保、電驅(qū)，要實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)，小排量增壓技術(shù)是比較適合的方法，值得關(guān)注的是，這臺發(fā)動機(jī)采用了電動渦輪增壓技術(shù)，這也是沃爾沃首次對外界公開展示其搭載電動渦輪的機(jī)型。

陳政義關(guān)于渦輪的話題最近非?；馃幔B袂上市的幾款性能車幾乎清一色采用渦輪動力系統(tǒng)，沒有個(gè)500匹馬力，0～100km/h跑不進(jìn)4秒內(nèi)，都不好意思說自己是性能車。當(dāng)然，過去這個(gè)月我測試的性能車不在少數(shù)，結(jié)果你猜怎么地？唯一一輛讓我想要再多開一會的，是本月唯一一輛不是渦輪的性能車……Lexus RC F。其實(shí)不是RC F真的好到讓人拍案叫絕，而是當(dāng)今的渦輪動力中，確實(shí)還沒有一款能夠百分之百讓我感到人車一體，我們?yōu)榇酥谱髁艘黄?dāng)代最具代表性渦輪車款與前代NA經(jīng)典

為全球領(lǐng)先的汽車渦輪增壓供應(yīng)商，霍尼韋爾近日發(fā)布“全球渦輪增壓市場預(yù)測”報(bào)告。到2020年，隨著汽車制造商需求的不斷提升，渦輪增壓在全球新車市場的普及率將進(jìn)一步增長，達(dá)到47%。銷量增長同時(shí)，車企也將越來越看重通過渦輪增壓技術(shù)創(chuàng)新，來提升車輛的動力系統(tǒng)，降低復(fù)雜性，且更好地滿足各地市場的需求。作為全球渦輪增壓市場的領(lǐng)頭羊，渦輪增壓在中國新銷售車輛的滲透率將極大地提升，從目前的28%上升至2020年的47%。中國的油耗目標(biāo)要求在未來五年內(nèi)實(shí)現(xiàn)百公里5升的平均

開始‘開掛的電子渦輪上。我們知道，傳統(tǒng)渦輪增壓發(fā)動機(jī)的工作原理是燃燒室排出的廢氣推動渦輪旋轉(zhuǎn)，然后渦輪再帶動同軸的葉輪旋轉(zhuǎn)，后者在進(jìn)氣管內(nèi)形成壓力來提升進(jìn)氣效率，從而達(dá)到提高發(fā)動機(jī)功率的目的。但這樣的設(shè)計(jì)有一個(gè)與生俱來的弊病，即當(dāng)發(fā)動機(jī)處在低轉(zhuǎn)速區(qū)間時(shí)，發(fā)動機(jī)無法提供充足的廢氣來推動渦輪，這時(shí)在進(jìn)氣道正中央的渦輪壓縮端葉片反而成了影響發(fā)動機(jī)進(jìn)氣效率的累贅，此時(shí)發(fā)動機(jī)就會無力，也就是我們所謂的渦輪遲滯。正是因?yàn)閭鹘y(tǒng)渦輪增壓發(fā)動機(jī)具有上述的特性，于是引來了本文

注。但即將到來的渦輪旋風(fēng)已經(jīng)在不知不覺中慢慢醞釀形成?！胺啤背ｎI(lǐng)先博悅所搭載的是一款代號為198A4000的1.4T-Jet渦輪增壓發(fā)動機(jī)，其最大功率為110kW，峰值扭矩206Nm，動力水平已經(jīng)與當(dāng)時(shí)主流的2.0L自然吸氣發(fā)動機(jī)相媲美。由于當(dāng)初渦輪增壓發(fā)動機(jī)在轉(zhuǎn)速較低時(shí)，排氣能量較小，此時(shí)渦輪增壓器就會由于驅(qū)動力不足而無法達(dá)到工作轉(zhuǎn)速。這樣造成的結(jié)果就是，在低轉(zhuǎn)速時(shí)，渦輪增壓器并不能發(fā)揮作用，這時(shí)候渦輪增壓發(fā)動機(jī)的動力表現(xiàn)甚至?xí)∮谝慌_同排量的自然吸氣發(fā)

陳政義關(guān)于渦輪的話題最近非?；馃幔B袂上市的幾款性能車幾乎清一色采用渦輪動力系統(tǒng)，沒有個(gè)500匹馬力，0～100km/h跑不進(jìn)4秒內(nèi)，都不好意思說自己是性能車。當(dāng)然，過去這個(gè)月我測試的性能車不在少數(shù)，結(jié)果你猜怎么地？唯一一輛讓我想要再多開一會的，是本月唯一一輛不是渦輪的性能車……Lexus RC F。其實(shí)不是RC F真的好到讓人拍案叫絕，而是當(dāng)今的渦輪動力中，確實(shí)還沒有一款能夠百分之百讓我感到人車一體，我們?yōu)榇酥谱髁艘黄?dāng)代最具代表性渦輪車款與前代NA經(jīng)典

?影響渦輪增壓柴油機(jī)機(jī)械性能的因素機(jī)械渦輪增壓系統(tǒng)在渦輪增壓器的末端使用動力渦輪，并且將其與發(fā)動機(jī)曲軸進(jìn)行機(jī)械性連接。本研究使用SCANIA 13L柴油機(jī)。通過建模發(fā)現(xiàn)，復(fù)合式渦輪增壓設(shè)置相比單獨(dú)渦輪增壓設(shè)置有更好的效果。設(shè)置旁路系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的機(jī)械渦輪復(fù)合增壓可以使發(fā)動機(jī)總功率提升1.2%，平均燃油消耗率改善1.9%。對于發(fā)動機(jī)性能的提升通常只能在較高轉(zhuǎn)速中時(shí)看出。低轉(zhuǎn)速時(shí)發(fā)動機(jī)的不良表現(xiàn)主要由動力渦輪產(chǎn)生背壓導(dǎo)致。進(jìn)一步說明在旁路系統(tǒng)中采用復(fù)合式機(jī)械渦輪增壓

?基于電氣渦輪混合系統(tǒng)的重型柴油機(jī)仿真對配有電氣渦輪混合系統(tǒng)的重型載貨車柴油機(jī)的運(yùn)行性能進(jìn)行檢測。電氣渦輪混合系統(tǒng)由一個(gè)動力渦輪機(jī)和一個(gè)發(fā)電機(jī)組成，發(fā)電機(jī)安裝在渦輪增壓器渦輪下游。利用渦輪增壓器和動力渦輪機(jī)的操作圖建立柴油機(jī)仿真模型，介紹一種將操作圖引進(jìn)發(fā)動機(jī)模型的方法，對模型的變化參數(shù)（動力渦輪軸轉(zhuǎn)速）進(jìn)行分析。測試了渦輪與渦輪增壓器柴油機(jī)之間的相互作用，進(jìn)行渦輪轉(zhuǎn)速對渦輪增壓器組件效率、動力渦輪效率、排氣壓力與溫度、發(fā)動機(jī)增壓壓力及空燃比的影響評估。提

7款新車將應(yīng)用在渦輪增壓技術(shù)日漸普及的今天，全球眾多車企已開始研發(fā)更高效的增壓驅(qū)動方式，以提升車輛的整體性能。為攻克這一難題，電子渦輪增壓技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，并先后被發(fā)現(xiàn)，未來將有五家車企先后應(yīng)用電子渦輪技術(shù)，并有6款量產(chǎn)車型有望率先搭載。值得一提的是，電子渦輪技術(shù)所應(yīng)用的車型多搭載于各大品牌旗下高性能產(chǎn)品和大型轎車、SUV上，涉及奔馳A斯巴魯WRX STI等。據(jù)了解，首款投放市場并應(yīng)用電子渦輪增壓車型將是奧迪全新一代SQ7，該車規(guī)劃在今年9月開幕的法蘭克福車展

渦輪增壓系統(tǒng)的兩種運(yùn)行模式介紹了一種根據(jù)不同的渦輪增壓要求在兩種不同模式下運(yùn)行的渦輪增壓系統(tǒng)。在第1種模式中，渦輪增壓器工作在較低的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速條件下。此后，渦輪增壓系統(tǒng)被切換到第2種工作模式，渦輪增壓器的壓縮機(jī)和渦輪分別工作在最佳性能狀態(tài)。通過研究可以得出如下結(jié)論。①渦輪增壓系統(tǒng)在發(fā)動機(jī)低轉(zhuǎn)速時(shí)工作在助力模式下，在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速提高時(shí)，為了使渦輪增壓器獲得最好的性能，其工作在軸分離模式。②參數(shù)化研究了壓縮機(jī)和渦輪之間的相互作用，介紹了影響渦輪增壓器和高效葉輪獲

氣能量回收的不同渦輪增壓方法比較研究提出了兩種新的增壓方法，分別為蒸汽渦輪增壓和蒸汽輔助渦輪增壓，并且將二者進(jìn)行了對比。這兩種增壓方法的原理都是基于內(nèi)燃機(jī)（IC）廢氣能量回收技術(shù)。為了更好地說明這兩種新型渦輪增壓方法的優(yōu)勢，將廢氣渦輪增壓、蒸汽渦輪增壓和蒸汽輔助渦輪增壓在乘用車汽油機(jī)上進(jìn)行了試驗(yàn)，然后進(jìn)行了對比研究，并且分析了各種增壓方法對發(fā)動機(jī)性能的影響以及渦輪增壓系統(tǒng)的能量流。通過研究發(fā)現(xiàn)：蒸汽渦輪增壓可以在內(nèi)燃機(jī)（IC）整個(gè)轉(zhuǎn)速范圍達(dá)到目標(biāo)進(jìn)氣壓力，

機(jī)械渦輪復(fù)合系統(tǒng)對渦輪增壓柴油機(jī)性能的影響內(nèi)燃發(fā)動機(jī)排出的廢氣中一般包含約22%～46%的燃料能量，因此，對發(fā)動機(jī)排放進(jìn)行能量回收是一項(xiàng)具有現(xiàn)實(shí)意義的研究工作。介紹了渦輪復(fù)合系統(tǒng)的一些已有的研究工作，仿真模擬研究了機(jī)械渦輪裝置對渦輪增壓柴油機(jī)性能的影響。仿真過程中，將下游動力渦輪連接到主渦輪增壓器后面的排氣歧管，其目的在于對廢熱進(jìn)行能量回收。研究采用的發(fā)動機(jī)為斯堪尼亞DC13-06型柴油發(fā)動機(jī)，具有6個(gè)氣缸，排量為13L。對渦輪復(fù)合系統(tǒng)的可行性、有效性以及

1 00027）渦輪鉆井技術(shù)與轉(zhuǎn)盤驅(qū)動鉆井技術(shù)有很大不同。渦輪鉆井技術(shù)[1~2]是將渦輪鉆具直接安裝在鉆頭上部，下入井內(nèi)，通過鉆井液驅(qū)動渦輪鉆具轉(zhuǎn)子同軸一起旋轉(zhuǎn)，帶動鉆頭隨著轉(zhuǎn)動，鉆具殼體和鉆柱不旋轉(zhuǎn)。其地面鉆井設(shè)備同轉(zhuǎn)盤驅(qū)動的地面設(shè)備也不相同，渦輪鉆具要求鉆井泵組的功率比較大。渦輪鉆井方式能鉆達(dá)的深度是轉(zhuǎn)盤驅(qū)動鉆井方式無法超越的。早在60~70年代前蘇聯(lián)在阿塞拜疆地區(qū)使用多個(gè)渦輪節(jié)組合成的渦輪鉆具成功地鉆到4 500 m的深度。渦輪鉆井技術(shù)的主要特點(diǎn)[3

引言無導(dǎo)葉對轉(zhuǎn)渦輪是提高軍用航空發(fā)動機(jī)推重比的有效技術(shù)途徑之一，美國在IHPTET計(jì)劃中始終將其列為1項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究。國內(nèi)學(xué)者[1-3]在無導(dǎo)葉對轉(zhuǎn)渦輪的理論研究方面也做了大量工作；為了對無導(dǎo)葉對轉(zhuǎn)渦輪特性及流動機(jī)理進(jìn)行深入研究，北京航空航天大學(xué)和中科院熱物理研究所相繼建成了對轉(zhuǎn)渦輪實(shí)驗(yàn)臺[4-5]。在無導(dǎo)葉對轉(zhuǎn)渦輪中，由于沒有低壓導(dǎo)葉對氣流的預(yù)旋，使得低壓渦輪作功能力降低，既要滿足低壓渦輪功率要求又要保證低壓渦輪出口氣流為軸向，給1+1/2無導(dǎo)葉對