雙渦輪增壓技術
關注創建者：匿名 創建時間：2021-09-23
雙渦輪增壓技術的實例教程
雙渦輪增壓是渦輪增壓的方式之一。針對廢氣渦輪增壓的渦輪遲滯現象，串聯一大一小兩只渦輪或并聯兩只同樣的渦輪，在發動機低轉速的時候，較少的排氣即可驅動渦輪高速旋轉以產生足夠的進氣壓力，減小渦輪遲滯效應。
在雙渦輪增壓的汽車上會看到2組渦輪通過串聯或者并聯的方式連接。并聯指每組渦輪負責引擎半數汽缸的工作，每組渦輪都是同規格的,它的優點就是增壓反應快并減低管道的復雜程度。
使用雙渦輪增壓，就是采用2個相互獨立的渦輪增壓器的增壓系統。當發動機在2個渦輪增壓器的共同作用時，進氣效率大幅提升，增壓效果更加顯著，動力性得到很大提升。在發動機轉速較低時，只有一個低速渦輪工作，這時較少的排氣即可驅動這只渦輪高速旋轉以產生足夠的進氣壓力，當發動機轉速提升以后，高速渦輪工作繼續進入高增壓值的狀態，提供一個連貫的強勁動力。
雙渦輪增壓技術在提高發動機動力性的同時，可以改善渦輪增壓的“遲滯現象”。但是，雙渦輪增壓發動機并不能完全消除“渦輪遲滯”現象，畢竟，渦輪增壓器葉輪的慣性作用依然存在。在實際使用中，雙渦輪增壓發動機通常都裝備在直列6缸或V型等排量較大的發動機上。
展開 在汽車渦輪增壓發動機如此流行的今天，很多小伙伴都關心這項技術到底是誰發明的，有些人說是日本人發明的，有些人說是德國人發明的，有些人說是來自瑞典的薩博公司發明的，今天就來看看到底渦輪增壓是誰發明的。
渦輪增壓，是一種利用內燃機運作轉產生的廢氣驅動空氣壓縮機的技術。渦輪增壓技術可不是僅僅應用在民用汽車發動機上的，最初是應用在飛機和坦克上的。
渦輪增壓的主要作用就是提高發動機進氣量，從而提高發動機的功率和扭矩，讓車子更有勁。一臺發動機裝上渦輪增壓器后，其最大功率與未裝增壓器的時候相比可以增加40%甚至更高。這樣也就意味著同樣一臺的發動機在經過增壓之后能夠輸出更大的功率。
所以目前比較公認的說法，蘇爾壽（Sulzer）兄弟研發公司的總工程師阿爾佛雷德J波西（Alfred J Buchi）博士在瑞士溫特圖爾首次提出了渦輪增壓的概念，并于當年的11月16日，被德國專利局授予了第204630號專利“內燃機輔助增壓器技術”，這標志著渦輪增壓技術正式誕生。所以要說渦輪增壓這項技術是誰發明的——瑞士人波西！
雖然渦輪增壓技術誕生的很早，但直到1961年美國通用汽車公司才將渦輪增壓器試探性地裝在其生產的雪佛蘭車型上。
展開 為了進一步提高其在全球范圍內的采用率，需要應用 CAE 技術降低其能源生產成本并提高其可靠性。
H2O Turbines Ltd 是英國渦輪增壓風力發電機技術專家。該公司已經建造了一個創新的3KW家用渦輪機，該渦輪機使用專利技術將風能轉化為熱能和電能（圖 1）。該渦輪機足夠小，無需規劃許可即可安裝在后花園中，并將旋轉運動能量轉換為儲存的熱能。簡單來說，當風吹來時，渦輪機的頂部開始旋轉，旋轉軸進入渦輪機的底部進行運轉。渦輪機不使用電氣元件，在運行和發電過程中不燃燒碳，也不使用貴金屬。為了提供更多的清潔熱能，這項技術的升級及推廣計劃正在有序進行中。英國的 DOCAN 是一家先進的工程咨詢和 CAE 軟件分銷公司，一直為H2O Turbines 提供工程支持，支持原型開發和 FEED（前端工程設計）項目。他們一直使用海克斯康的軟件和技術支持這種創新的新型可再生能源系統的開發。
圖 1：渦輪系統的 3D CAD
海克斯康于 2018 年收購BRICSCAD，用于生成新型渦輪系統的 2D 和 3D 幾何并提供 3D 可視化。
將 MSC Apex 應用于幾何形狀處理，以便對葉片結構的不同配置進行快速的結構研究。通過中性面提取、網格劃分和運行分析，可在幾分鐘內完成固有頻率分析（圖 2 和 3）。這一部分對于設計很重要，避免在風載和運行下激發固有頻率。
圖 2：使用 MSC Apex 進行幾何清理
圖 3：固有頻率分析
事實上，H2O 渦輪機將風能轉化為機械能，然后再轉化為熱能。
為了將能量從渦輪機傳輸到加熱系統，將使用大型行星齒輪系統。
展開 這兩個部件鑄造后，還需要焊接固定雙壁隔熱罩。如果使用增材制造技術，則可將該渦輪增壓器設計為一個單件的零件，一體成型，廢氣門不需要密封墊或和組裝，而是直接打印一個完整的殼體。這可以大大簡化組裝操作，減輕重量。
此外，整合后的單件零件還能提高渦輪增壓器的整體可靠性；由于不需要加工公差嚴格的裝配面，因此，可以減少不同零件間可能發生的泄漏而導致的失效。通常，還可以改進雙壁結構的薄厚，進一步減輕重量，同時可以隔熱，提高性能。
相比熔模鑄造方法，金屬3D打印生產的F1賽車零件為生產企業提供明顯的時間成本和制造成本的優勢。越來越多的高端汽車制造商在生產中采用增材制造技術快速和可靠地實現了制造目標。GF加工方案通過軟件、金屬3D打印及后處理設備，以及專利設計的System 3R夾具三股平行工作流，為渦輪增壓器提供從設計到成品交付的完整增材制造解決方案。
展開 單渦輪雙渦管就是將一個渦輪增壓器的氣流在經過渦管時分為兩股氣流，每股氣流負責發動機一半的氣缸，與雙渦輪相比，單渦輪的設計也減低了排氣脈沖相互干擾的情況。
單渦輪雙渦管增壓器結構跟普通的渦輪增壓器大同小異，可以簡單理解為在普通渦輪的廢氣入口處增多了一條廢氣通道，不同的是渦輪是由兩個通道的廢氣驅動。雙渦管指的就是排氣渦管。等于一個渦輪組由一個進氣增壓渦輪，連接兩個排氣渦輪組成。這個結構的好處在于可以充分利用可變氣門正時技術來根據不同轉速下氣缸的吸排氣延遲來進行氣門操作
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可再生能源對于減少化石燃料產生的二氧化碳排放至關重要，是邁向可持續能源社會的關鍵一步。作為當今應用最廣泛的可再生能源，風能不僅清潔、可再生，而且相對具有成本效益。為了進一步提高其在全球范圍內的采用率，需要應用 CAE 技術降低其能源生產成本并提高其可靠性。 H2O Turbines Ltd 是英國渦輪增壓風力發電機技術專家。該公司已經建造了一個創新的3KW家用渦輪機，該渦輪機使用專利技術將風能轉化
雙渦輪增壓技術在提高發動機動力性的同時，可以改善渦輪增壓的“遲滯現象”。但是，雙渦輪增壓發動機并不能完全消除“渦輪遲滯”現象，畢竟，渦輪增壓器葉輪的慣性作用依然存在。在實際使用中，雙渦輪增壓發動機通常都裝備在直列6缸或V型等排量較大的發動機上。
單渦輪雙渦管就是將一個渦輪增壓器的氣流在經過渦管時分為兩股氣流，每股氣流負責發動機一半的氣缸，與雙渦輪相比，單渦輪的設計也減低了排氣脈沖相互干擾的情況。
單渦輪雙渦管增壓器結構跟普通的渦輪增壓器大同小異，可以簡單理解為在普通渦輪的廢氣入口處增多了一條廢氣通道，不同的是渦輪是由兩個通道的廢氣驅動。雙渦管指的就是排氣渦管。等于一個渦輪組由一個進氣增壓渦輪，連接兩個排氣渦輪組成。
無論在賽道上還是在賽道外，速度才是致勝的關鍵，而風馳電掣的背后仰賴的是強大的工程設計和制造能力。競爭日趨白熱化，零件的設計與制造也同樣面臨巨大的挑戰。以提速的首要裝備——渦輪增壓器為例，賽車領域的渦輪增壓器有極為復雜的形狀、幾何特征和材質。因此，熔模鑄造是曾經唯一可用的方法，但它的缺點和局限也同樣明顯：
△傳統熔模鑄造生產的渦輪增壓器
賽車需要提升競爭力，必須在遵循簡潔設計的原則下使關鍵零件達到更高的性能
在汽車渦輪增壓發動機如此流行的今天，很多小伙伴都關心這項技術到底是誰發明的，有些人說是日本人發明的，有些人說是德國人發明的，有些人說是來自瑞典的薩博公司發明的，今天就來看看到底渦輪增壓是誰發明的。
渦輪增壓，是一種利用內燃機運作轉產生的廢氣驅動空氣壓縮機的技術
