電動增壓器的案例
經緯恒潤新產品系列 | 電動增壓器eBooster
產品特性
· 額定電壓：400 V ~800V
· 額定功率：3~10kW
· 峰值功率：7~20 kw
· 最高轉速：100000~150000 rpm
· 控制器最高效率 >98.5%
· 防護等級：IP67，IP69
· 冷卻方式：水冷
產品優勢
· 噪聲小
· 集成化設計，結構緊湊
· 提升燃油經濟性，降低排放
· 可進一步縮小發動機尺寸
· 快速投入，無遲滯效應
· 符合ISO 26262，滿足ASIL-C
經緯恒潤eBooster展示視頻
目前，經緯恒潤電動增壓器eBooster已經完成了臺架驗證、可靠性驗證，并在國內某主機廠進行了實車調試，預計在2023年第三季度量產，市場容量可達20億，將是經緯恒潤新能源系列主打產品之一。未來，經緯恒潤將緊跟汽車行業發展大勢，堅持自主創新，努力為國內外客戶提供優質的產品和服務，為汽車工業的發展貢獻自己的一份力量！
展開 應用CFD提高增程式電動車的渦輪增壓器的效率
設計高效的渦輪增壓器
圖3: EREV渦輪增壓器
圖4：渦輪增壓器的渦輪
Kishishita先生的團隊正在開發一種渦輪增壓器，它將比日本Kei微型車中的世界上最小的渦輪增壓器更有效率。ACR渦輪增壓器將只使用典型的Kei微型汽車渦輪增壓器的三分之一的流量。(圖3和圖4) 。
圖5：用模擬方法評估渦輪增壓器葉片的幾何形狀。
ACR的工程師使用Cradle CFD來確定渦輪增壓器轉子葉片的最佳幾何形狀，最佳設計產生了一個理想的出口角，以獲得高效率。計算機模型中使用了大約600萬個網格元素(圖5) 。分析結果顯示，渦輪增壓器的效率隨著出口角的減小而增加。通過使出口角達到最小值，使流出損失最小化，這最大限度地減少了摩擦損失和能量轉化為熱量，從而提高了效率(圖6 ) 。
圖 6: 渦輪增壓器的改進 - 渦輪渦旋被做得更薄，并用熱絕緣體包裹，以盡量提高渦輪功率。
展開 #汽車工程#試談汽車發動機低增壓系統的原理及前景
高增壓電動渦輪的現狀
大功率、高增壓的電動渦輪增壓器一直是各大汽車公司努力研制的產品，但遺慨的是，因為受一些難以解決的技術難題的因擾，至今尚未有任何一家汽車公司研制成功。其難點有以下方面；
1、大功率、高增壓的電動渦輪增壓器需要較高的電壓和很大的電流來驅動電功機達到10萬轉/分以上的轉速，才可能達到廢氣渦輪增壓器那樣高的風壓和流量。而要提供高較高的電壓和很大的電流來驅動電功機達到10萬轉/分以上的轉速，需要更大的發電機、蓄電池和控制系統。而汽車發動機倉的位置有限，如何布置下這就是第一大需要解決的難題。
2、對微型小功率的高達10萬轉/分以上的高可靠性電動機來說，制造還容易一些。而對大功率的高達10萬轉/分以上的高可靠性電動機來說，就很不容易了，特別是要生產批量的，低成本的就更是難上加難了。東西再好，成本太高就沒法普及，也就是說不具備批量生產的條件。
3、大功率的高達10萬轉/分以上的高可靠性電動機的噪聲相當高，如果不解決高噪聲問題，也同樣沒法裝在車上推廣。
最近在網上見到國際上有關電動渦輪的最新報道：
當我們還在爭論是機械增壓好，還是渦輪增壓更有效時，英國的一間研發公司已經推出了他們最新開發的車用電動增壓器系列，除了能迅速提升扭矩輸出外，最關鍵的是這種增壓器可以最小化地減少無謂的能量消耗。這項新科技的核心是：使用電動機精確地控制增壓器增壓值幫助小排量發動機提升工作效率，有效減少二氧化碳排放量，并且這項技術已得到多家汽車制造商的認可。
這項技術通過大量試驗后已經日趨成熟，目前正在進行大批量生產的準備，取名為VTES可變扭矩提升系統，它幾乎適用于任何型號的汽油和柴油發動機。
展開 應用CFD提高增程式電動車的渦輪增壓器的效率
在此期間，ACR引入了熱流體分析工具來幫助他們開發新的渦輪增壓器。ACR首席執行官兼總裁Hiroshi Matsuoka先生建議使用計算仿真作為設計工具，近年來人們對技術水平大幅提升的仿真工具越來越有信心。
Kishishita先生和他的團隊最初使用了一家外國公司開發的CFD工具，但沒有將該工具應用到他們的設計過程中，因為操作起來太困難。松岡先生建議使用具有強大本地支持的軟件，這將使他們能夠快速解決問題，最后他們選擇了Cradle CFD。
設計高效的渦輪增壓器
圖3: EREV渦輪增壓器
圖4：渦輪增壓器的渦輪
Kishishita先生的團隊正在開發一種渦輪增壓器，它將比日本Kei微型車中的世界上最小的渦輪增壓器更有效率。ACR渦輪增壓器將只使用典型的Kei微型汽車渦輪增壓器的三分之一的流量。(圖3和圖4) 。
圖5：用模擬方法評估渦輪增壓器葉片的幾何形狀。
ACR的工程師使用Cradle CFD來確定渦輪增壓器轉子葉片的最佳幾何形狀，最佳設計產生了一個理想的出口角，以獲得高效率。計算機模型中使用了大約600萬個網格元素(圖5) 。分析結果顯示，渦輪增壓器的效率隨著出口角的減小而增加。通過使出口角達到最小值，使流出損失最小化，這最大限度地減少了摩擦損失和能量轉化為熱量，從而提高了效率(圖6 ) 。
圖6: 渦輪增壓器的改進 - 渦輪渦旋被做得更薄，并用熱絕緣體包裹，以盡量提高渦輪功率。
展開 
設計仿真 | 應用CFD提高增程式電動車的渦輪增壓器的效率
設計高效的渦輪增壓器
圖3: EREV渦輪增壓器
圖4：渦輪增壓器的渦輪
Kishishita先生的團隊正在開發一種渦輪增壓器，它將比日本Kei微型車中的世界上最小的渦輪增壓器更有效率。ACR渦輪增壓器將只使用典型的Kei微型汽車渦輪增壓器的三分之一的流量。(圖3和圖4) 。
圖5：用模擬方法評估渦輪增壓器葉片的幾何形狀。
ACR的工程師使用Cradle CFD來確定渦輪增壓器轉子葉片的最佳幾何形狀，最佳設計產生了一個理想的出口角，以獲得高效率。計算機模型中使用了大約600萬個網格元素(圖5) 。分析結果顯示，渦輪增壓器的效率隨著出口角的減小而增加。通過使出口角達到最小值，使流出損失最小化，這最大限度地減少了摩擦損失和能量轉化為熱量，從而提高了效率(圖6 ) 。
圖 6: 渦輪增壓器的改進 - 渦輪渦旋被做得更薄，并用熱絕緣體包裹，以盡量提高渦輪功率。
展開 從飛機坦克到汽車 渦輪增壓以何站穩C位
電子增壓器集成了電子器件，由電機驅動，目前其第一代產品需與渦輪增壓器共同工作。eBooster?技術配備了無刷直流電機和釤鈷磁體，具有出色的效率，其電機還采用了球軸承技術，不需任何的油路供給，可以自我進行潤滑。除靈活安裝外，該技術還可減少尾氣中的熱質量，從而加快后處理系統的加熱速度。
電子增壓技術也可以讓48V中混的發動機有更好的性能，可滿足更嚴苛的排放和油耗水平, 廣泛應用于混動車輛。據蓋瑞特高級創新技術總監Robert Cadle透露，目前，蓋瑞特已經開發了第二代空氣壓縮機，該產品具有低慣性空氣動力學和連續運行特點，能夠以更高的輸出功率實現電動增壓。第二代電動壓縮機僅需250毫秒即可達到最高轉速的90％，極大提高低速扭矩，改善整車提速性能，提升駕駛樂趣，并可減少二氧化碳排放量。據了解，蓋瑞特48V電動壓縮機可幫助傳統的渦輪增壓發動機縮短實現目標扭矩的響應時間10-15%，加速更快，并幫助整車燃油經濟性提升10-15%。
在電動壓縮機的基礎上，蓋瑞特推出了電動渦輪增壓器。電動渦輪可以在發動機低轉速時就啟動，為發動機提供充足的進氣量，解決傳統渦輪增壓在低轉速情況下所帶來的遲滯現象。相比機械增壓與渦輪增壓的組合，電動渦輪增壓器通過廢氣旁通渦輪增壓器和高速電機的集成，擁有成本低、體積小的優勢。對此，Robert Cadle指出：“電動壓縮機是和我們傳統的渦輪增壓器配套使用的，而電動渦輪增壓器可獨立使用。電動壓縮機可應用于48V電機驅動混動汽車，電動渦輪增壓器是的集成性更好，其將電機、壓縮機和驅動系統融為一體，不僅布局更容易也更有成本優勢。”
展開 創新引領未來|經緯恒潤2023年新產品發布會
近日，經緯恒潤對外發布了2023新產品系列家族：
· 電氣化黑科技-電動增壓器eBooster；
· 汽車域控新架構必備神器-中央計算平臺和物理區域控制單元；
· 顛覆你認知的AR-HUD；
· 提升智駕競爭力法寶-行泊一體產品家族；
· 助力高階自動駕駛落地-4D成像毫米波雷達。
速來圍觀吧！
經緯恒潤2023年新產品發布會
汽車三元催化增壓器知識
主要是用三元催化器， 三元催化器的載體部件是一塊多孔陶瓷材料，安裝在特制的排氣管當中。稱它是載體，是因為它本身并不參加催化反應，而是在上面覆蓋著一層鉑、銠、鈀等貴重金屬和稀土涂層。是安裝在汽車排氣系統中最重要的機外凈化裝置。
原理
三元催化器的工作原理是:當高溫的汽車尾氣通過凈化裝置時，三元催化器中的凈化劑將增強CO、碳氫化合物和NOx三種氣體的活性，促使其進行一定的氧化-還原化學反應，其中CO在高溫下氧化成為無色、無毒的二氧化碳氣體;碳氫化合物在高溫下氧化成水(H20)和二氧化碳;NOx還原成氮氣和氧氣。三種有害氣體變成無害氣體，使汽車尾氣得以凈化。前提是還有氧氣可用，空燃比要合理。
保養
由于中國的燃油品質普遍較差，燃油中含有硫、磷以及三元催化所使用的抗爆劑MMT中含有錳，這些化學成分在燃燒后隨著廢氣的排出，會在氧傳感器表面和三元催化器內部形成化學絡合物。另外，由于駕駛員的不良駕駛習慣，或者長期行駛在擁堵路面，發動機經常處于不完全燃燒狀態，會在氧傳感器和三元催化器內形成積炭。此外，國內很多地區使用乙醇汽油，這種汽油有很強的清洗作用，會將燃燒室內的積垢清洗但不能分解燃燒，因此隨著廢氣的排放這些污垢也會沉積在氧傳感器表面和三元催化器內。正是由于諸多因素，使得汽車在行駛一段里程后，除了會在進氣門和燃燒室內產生積炭外，還會造成氧傳感器和三元催化器中毒失效、三元催化器堵塞以及EGR閥被沉積物阻塞卡滯等故障，造成發動機工作不正常，造成油耗增加、動力下降和尾氣超標等問題。
傳統的發動機定期保養僅限于潤滑系統、進氣系統以及燃油供給系統的基本養護，卻無法滿足現代發動機潤滑系統、進氣系統、燃油供給系統和排氣系統的全方位保養要求，特別是排放控制系統保養的要求。因此車輛即使長期正常保養，也難以避免上述問題的產生。
展開 『轉貼』大眾公司新雙增壓器TSI發動機探密
在廢氣渦輪增壓器單獨工作的時候，控制氣門開啟。這種情況下，空氣沿著同傳統渦輪增壓發動機一樣的路徑通過前冷凝器和節流閥進入進氣歧管。
通過安裝在水泵中的一個整合了電磁離合器的模塊，壓縮機才能夠工作。在渦輪增壓的條件下，離合器會使壓縮機脫離聯系。
雙增壓器所產生的最大壓力是在1500轉時產生的2.5bar。 是在壓力達到1.53bar時，由廢氣渦輪增壓器和機械super增壓器運轉產生的。在0轉速條件下，壓縮機單獨產生的壓力應該在1.8bar左右。
通過旁路氣門的連續開啟，快速響應的渦輪增壓器能夠使壓縮機的壓力提早降低。在低壓控制下，壓縮機的運行能夠被限制在一個較小的范圍內， 從而減少燃料的消耗量。
實際上，這也就意味著壓縮機只是在發動機的轉速達到2400rpm以后，才需要工作來產生相應的壓力。廢氣渦輪增壓器主要是在高動力輸出的條件下達到更高效的水平并在中等動力輸出的情況下提供足夠的壓力。
為了提高速度，自動的壓力控制器可以在壓縮機需要牽引力的時候增加壓力，在只需要渦輪增壓器工作就可以滿足需求的條件下，關閉壓力。在速度下降到低速范圍內的時候，壓縮機會再次打開來提供動力。
展開 MAN主機渦輪增壓器排氣葉片損傷故障原因分析
(3) 在增壓器維保時，增加增壓器動平衡檢測工藝，消除增壓器轉子長時間運轉后的葉片不平衡問題。
將原有增壓器的12000h維保中間，增加一次6000h增壓器清潔，主要觀察增壓器噴嘴環處的積碳狀態，在出現積碳后及時清理。
(4)對比2號主機A/B側增壓器運轉曲線，B側增壓器轉速低于A側400r/min左右，分析為噴嘴環出現積碳后，通過增壓器轉子的氣量受到減少，影響到轉子的轉速。
在以后主機運行時，觀察同樣工況下，各主機增壓器參數對比，如果出現了400 r/min左右的轉速差異，盡量停機檢查，評估增壓器的狀態，避免增壓器的損壞。
三、結束語
通過以上措施的實施，提高了主機增壓器運行的穩定性，避免增壓器問題的出現。這些措施，也可以借鑒推廣，對其他發動機增壓器設備的運行維保起到提示作用。
主機增壓器是發動機設備的重要部件，其穩定及性能將極大地影響發動機設備的穩定性和性能。
同時增壓器在高速運轉時，如果出現動平衡失效，極可能對設備，乃至現場操作人員造成傷害。
關注設備運行中的參數變化，分析設備問題后的影響因素，做好應對措施，就能減少設備故障，避免人身傷害。
展開 借助轉子動力學分析評估渦輪增壓器設計
在生活中，人們經常用 turbocharged（渦輪增壓）這個詞來形容一種精神百倍的狀態，比如 turbocharged 咖啡比一杯普通咖啡更加提神。但渦輪增壓器的真正功能不是提升精神，而是提升速度；不是在清晨的咖啡杯中，而是在內燃機中發揮作用。渦輪增壓器利用渦輪實現強制進氣，它通常使用流體動力軸承作為支撐。然而，軸承會自然產生可導致負阻尼和系統故障的交叉耦合軸承力。借助轉子動力學建模，你可以分析交叉耦合軸承力給渦輪增壓器設計帶來的影響。
什么是渦輪增壓器？
渦輪增壓器通過迫使額外的空氣進入發動機燃燒室來增加內燃機的效率和功率輸出。這種裝置通常應用于基本交通運輸方式中，例如汽車（包括燃氣動力和柴油車）和摩托車，也應用于大型的交通工具，例如火車、輪船、飛機和航天器。
航天器推進系統中的渦輪增壓器的剖面圖。圖片由 Quentin Schwinn（美國宇航局）提供，此作品在美國處于公有領域，通過 Wikimedia Commons 分享。
在發動機系統中，支撐渦輪增壓器的流體動力軸承中存在的交叉耦合力在轉子中通常起負阻尼作用。負阻尼會增加軸承失效的風險，實際上整個系統的故障風險都會增大。如果車輛發動機中的渦輪增壓器發生故障，汽車可能會起火。
為了設計能夠平穩運行的渦輪增壓器，你可以使用“轉子動力學模塊”進行轉子動力學分析，此模塊屬于“結構力學模塊”和 COMSOL Multiphysics? 軟件的附加產品。
COMSOL? 軟件中適用于渦輪增壓器設計的 2 種研究
該示例中的簡單渦輪增壓器模型包含一個渦輪機、一個壓縮機和兩個流體動力軸承：
“轉子動力學模塊”提供了兩個專用于渦輪增壓器建模的功能，方便用戶創建幾何模型以及物理場和研究設置。
適用于渦輪增壓器模型的兩種轉子動力學研究。
展開 
基于SimSolid的渦輪增壓器配機試驗的減振分析
Turbo-trail vibration simulate based on SimSolid.pdf
分析簡介：
分析目標：由于試驗需要，增加 EGR 系統及適配器，導致整個系 統伸出量很長，在發動機運行試驗過程中，估計會導致振動幅度 過大和零部件失效。試通過計算找出強度薄弱位置，和伸出端的 支承建議方案。
分析手段和類型：1）靜力分析，快速找出結構薄弱位置；2）模態分析及隨機振動響應分析，對比各個支承方案的減振效果。
具體分析結果：見附件。
使用心得：
簡潔高效，減少工程師對工具熟悉和建模的工作量，人工效率和計算效率都極大的提升。我在3天之內一邊學習一邊嘗試十多種設計方案的求解，這是傳統有限元即使是熟練工程師都難以做到的。
特別適用于大規模復雜裝配體，對幾何缺陷和裝配容差的容忍度較高。這在傳統有限元中是非常大的挑戰。
精度方面做過一些案例對比，總體分布趨勢和數量級和傳統有限元結果差別不大，局部會有較大差異，但仍不失為一款優秀的CAE工具，尤其在產品概念階段或定性分析是一個非常強大高效的工具。
在數據導入導出及結果后處理功能上還有待完善。
祝愿SimSolid功能日益強大，早日拓展到電磁、聲學等多物理場分析。也希望數據處理功能更完善簡潔，讓CAE更簡單高效，讓工程師脫離枯燥繁重的建模工作，更多注意力在產品設計和優化上。
展開 ANSYS|渦輪增壓器零件結構分析
ANSYS|渦輪增壓器零件結構分析
ANSYS | 渦輪增壓器零件結構分析
ANSYS | 渦輪增壓器零件結構分析
Toyota Motorsports 通過 Fidelity 提高渦輪增壓器壓縮機效率
專門從事賽車發動機的高科技開發，渦輪增壓器組件已經是最先進的。為了進一步提高性能，豐田必須依靠傳統的試錯程序和原型之外的東西，因為這些東西的周轉時間太長了。與手動實現相比，數值優化使工程師能夠探索和評估更多的設計備選方案。
轉向數值優化的另一個原因是，壓縮機葉輪的設計工作已經非常接近它們所用材料的結構-機械極限。大多數形狀變化會立即導致超出可接受的壓力水平。僅考慮空氣動力學行為的優化并不能保證最終設計在結構上也是可行的。需要同時進行包括空氣動力學和結構力分析在內的優化。換句話說：將計算流體動力學 (CFD) 與計算結構力學 (CSM) 模擬相結合的多學科優化。
耦合 CFD-CSM 工作流程
本文將介紹用于廢氣渦輪增壓器的離心式壓縮機的多學科 CFD-CSM 優化。所研究的壓縮機級包括一個帶六個主葉片和六個帶無葉片擴散器的分流葉片的徑向葉輪。要實現兩個空氣熱力學目標、一個結構力學目標和兩個空氣動力學目標：
增加等熵效率
相同或更高的絕對總壓比
與原始幾何形狀相同的扼流圈質量流量
向失速裕度方向擴展操作范圍
最大 von Mises 應力低于極限
CFD 和 CSM 模擬被集成到 Cadence 的Fidelity Optimization中的單一優化工作流程中。每個新設計首先由 CSM 求解器進行結構檢查，只有那些不超過最大 von Mises 應力的設計才會被納入更耗時的 CFD 過程。結構上不可接受的設計被輸入到學習數據庫中以驅動優化器。
參數化和網格劃分
共有 154 個參數定義了葉輪、經向通道和實體。然而，定義葉輪輪轂殼的參數與基本設計保持不變，以排除許多結構機械不可行的設計。并且為了進一步減少自由參數的數量，也沒有修改沿弧度曲線的厚度分布。
展開 