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渦輪增壓器的可變排氣門輪機(jī)概念

介紹了一種先進(jìn)的渦輪增壓系統(tǒng)可變結(jié)構(gòu)的概念。與普通的基于進(jìn)氣門結(jié)構(gòu)可變的渦輪增壓系統(tǒng)截然相反，本文所提出的是一種基于排氣門面積改變的可變排氣門輪機(jī)概念。除了傳統(tǒng)的可變渦輪結(jié)構(gòu)，新的可變輪機(jī)類型被命名為可變排氣門輪機(jī)結(jié)構(gòu)（VOT）。氣流改變通過輪機(jī)排氣門的氣流截斷面變化來實(shí)現(xiàn)，利用出口導(dǎo)風(fēng)輪滑動套管的軸向位移實(shí)現(xiàn)排氣門氣流的變化。為了預(yù)測空氣動力學(xué)的性能和分析新裝置的能量損失機(jī)理，在流速場通過穩(wěn)定狀態(tài)的方法進(jìn)行VOT流體動力學(xué)仿真（3D-CFD）。VOT設(shè)計通過在氣門間隙和排氣門損耗間找到平衡方法而進(jìn)行優(yōu)化。

VOT的試驗結(jié)果顯示，相對于裝備了廢氣門（WG）的輪機(jī)，VOT效率提高5%。為了研究VOT對燃油消耗的影響并評估新的氣動執(zhí)行系統(tǒng)，進(jìn)行了發(fā)動機(jī)性能測試。VOT發(fā)動機(jī)測試結(jié)果相對WG輪機(jī)發(fā)動機(jī)顯示出性能優(yōu)勢，特別是在發(fā)動機(jī)高負(fù)荷工況下。研究發(fā)現(xiàn)，在高負(fù)荷工況下，利用VOT結(jié)構(gòu)的輪機(jī)效率增加6%，發(fā)動機(jī)燃油消耗減少1.4%；部分負(fù)荷下，發(fā)動機(jī)的性能居中，VOT輪機(jī)峰值效率和固定輪機(jī)結(jié)構(gòu)的峰值效率相差不大。

刊名：Journal of Turbomachinery（英）

刊期：2014年第136期

作者：Elias Chebli et al

編譯：陳飛