雙渦輪增壓技術(shù)的案例
雙渦輪增壓技術(shù)解析
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(xiàn)象，串聯(lián)一大一小兩只渦輪或并聯(lián)兩只同樣的渦輪，在發(fā)動機低轉(zhuǎn)速的時候，較少的排氣即可驅(qū)動渦輪高速旋轉(zhuǎn)以產(chǎn)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(lián)或者并聯(lián)的方式連接。并聯(lián)指每組渦輪負責引擎半數(shù)汽缸的工作，每組渦輪都是同規(guī)格的,它的優(yōu)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(tǒng)。當發(fā)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(fā)動機轉(zhuǎn)速較低時，只有一個低速渦輪工作，這時較少的排氣即可驅(qū)動這只渦輪高速旋轉(zhuǎn)以產(chǎn)生足夠的進氣壓力，當發(fā)動機轉(zhuǎn)速提升以后，高速渦輪工作繼續(xù)進入高增壓值的狀態(tài)，提供一個連貫的強勁動力。
雙渦輪增壓技術(shù)在提高發(fā)動機動力性的同時，可以改善渦輪增壓的“遲滯現(xiàn)象”。但是，雙渦輪增壓發(fā)動機并不能完全消除“渦輪遲滯”現(xiàn)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(fā)動機通常都裝備在直列6缸或V型等排量較大的發(fā)動機上。
展開 你知道，渦輪增壓技術(shù)到底是誰發(fā)明的嗎？
在汽車渦輪增壓發(fā)動機如此流行的今天，很多小伙伴都關(guān)心這項技術(shù)到底是誰發(fā)明的，有些人說是日本人發(fā)明的，有些人說是德國人發(fā)明的，有些人說是來自瑞典的薩博公司發(fā)明的，今天就來看看到底渦輪增壓是誰發(fā)明的。
渦輪增壓，是一種利用內(nèi)燃機運作轉(zhuǎn)產(chǎn)生的廢氣驅(qū)動空氣壓縮機的技術(shù)。渦輪增壓技術(shù)可不是僅僅應用在民用汽車發(fā)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(fā)動機進氣量，從而提高發(fā)動機的功率和扭矩，讓車子更有勁。一臺發(fā)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(fā)動機在經(jīng)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(fā)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(nèi)燃機輔助增壓器技術(shù)”，這標志著渦輪增壓技術(shù)正式誕生。所以要說渦輪增壓這項技術(shù)是誰發(fā)明的——瑞士人波西！
雖然渦輪增壓技術(shù)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(chǎn)的雪佛蘭車型上。
展開 案例分享 | 基于海克斯康技術(shù)的渦輪增壓風力發(fā)電機設(shè)計與分析
為了進一步提高其在全球范圍內(nèi)的采用率，需要應用 CAE 技術(shù)降低其能源生產(chǎn)成本并提高其可靠性。
H2O Turbines Ltd 是英國渦輪增壓風力發(fā)電機技術(shù)專家。該公司已經(jīng)建造了一個創(chuàng)新的3KW家用渦輪機，該渦輪機使用專利技術(shù)將風能轉(zhuǎn)化為熱能和電能（圖 1）。該渦輪機足夠小，無需規(guī)劃許可即可安裝在后花園中，并將旋轉(zhuǎn)運動能量轉(zhuǎn)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(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)軸進入渦輪機的底部進行運轉(zhuǎn)。渦輪機不使用電氣元件，在運行和發(fā)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(shù)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(fā)和 FEED（前端工程設(shè)計）項目。他們一直使用?？怂箍档能浖?em>技術(shù)支持這種創(chuàng)新的新型可再生能源系統(tǒng)的開發(fā)。
圖 1：渦輪系統(tǒng)的 3D CAD
海克斯康于 2018 年收購BRICSCAD，用于生成新型渦輪系統(tǒng)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(jié)構(gòu)的不同配置進行快速的結(jié)構(gòu)研究。通過中性面提取、網(wǎng)格劃分和運行分析，可在幾分鐘內(nèi)完成固有頻率分析（圖 2 和 3）。這一部分對于設(shè)計很重要，避免在風載和運行下激發(fā)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(zhuǎn)化為機械能，然后再轉(zhuǎn)化為熱能。
為了將能量從渦輪機傳輸?shù)郊訜嵯到y(tǒng)，將使用大型行星齒輪系統(tǒng)。
展開 替代熔模鑄造，3D打印技術(shù)為F1賽車生產(chǎn)渦輪增壓器
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(shù)，則可將該渦輪增壓器設(shè)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(fā)生的泄漏而導致的失效。通常，還可以改進雙壁結(jié)構(gòu)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(chǎn)的F1賽車零件為生產(chǎn)企業(yè)提供明顯的時間成本和制造成本的優(yōu)勢。越來越多的高端汽車制造商在生產(chǎn)中采用增材制造技術(shù)快速和可靠地實現(xiàn)了制造目標。GF加工方案通過軟件、金屬3D打印及后處理設(shè)備，以及專利設(shè)計的System 3R夾具三股平行工作流，為渦輪增壓器提供從設(shè)計到成品交付的完整增材制造解決方案。
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單渦輪雙渦管技術(shù)
單渦輪雙渦管就是將一個渦輪增壓器的氣流在經(jīng)過渦管時分為兩股氣流，每股氣流負責發(fā)動機一半的氣缸，與雙渦輪相比，單渦輪的設(shè)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(jié)構(gòu)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(qū)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(jié)構(gòu)的好處在于可以充分利用可變氣門正時技術(shù)來根據(jù)不同轉(zhuǎn)速下氣缸的吸排氣延遲來進行氣門操作
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