问涡轮增压器的发展史

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内容提示：近年来，为了适应汽车发动机不断提高的节能、环保要求，涡轮增压器行业不断推出新技术、新工艺、新产品。        （1）增压器的发展历史简介         最早的机械增压器是在20 世纪初由美国人查德维克开发出来的，而第一台废气驱动的增压器是由瑞士人波希（Alfred Buchi）在1909 年至1912 年间研制成功的。         直到数年后，能为发动机带来更多动力的增压器才开始逐步进入实用阶段。         1925 年，两艘德国船只上首次成功应用了2,000 马力的涡轮增压柴油机。从20世纪30 年代开始，增压器被大量运用到船只、有轨机动车及固定式机器。         在汽车领域的应用，机械增压器最先得到青睐，产品成熟也相对较早。以生产航空涡轮增压器著称的Garrett 公司最先解决了涡轮增压器的技术屏障，推动了涡轮增压器进入民用汽车市场。从50 年代，康明斯、沃尔沃和斯堪尼亚等主要的发动机制造商开始研究在卡车上运用涡轮增压器技术，而德国工程师KurtBeirer 设计出了一台结构紧凑的涡轮增压器，解决了自身体积过大的问题，并在柴油卡车上得到广泛运用。60 年代末到70 年代，由于国外排放法规的实施，增压技术从起初增加动力、降低油耗，发展成为解决排放的一个重要措施，从而进一步促进了增压技术的发展。目前，欧洲和美国的重型卡车的增压器配置率基本达到100%，欧洲的柴油轿车的增压器配置率已达到80%。         我国从20 世纪50 年代末开始生产增压器，轴流涡轮增压器于1959 年由上海新中动力机厂研制成功，第一台径流涡轮增压器则是由上海求新造船厂1954年设计、1958 年完成鉴定的。但由于种种原因，增压技术、特别是车用增压技术的应用长期停滞不前。         1999 年，我国发布了汽车和发动机的排放法规并且限期达标以后，柴油机用增压器开始快速普及。2004 年以后，增压技术作为一项提升功率、改善燃烧和降低排放污染物的有效手段，在中型客车、轻型卡车、皮卡、农业车等动力领域得到应用，增压中冷技术也作为国二以上排放达标的关键技术被应用在了多种类型的车用柴油发动机上。目前，重型卡车及中重型工程机械领域基本上实现了100%的发动机增压化；汽油机缸内直喷技术的应用推广为汽油机增压技术的普遍应用奠定了基础，国际上宝马、大众、福特、通用等公司先后推出增压汽油发动机，国内众多知名整车制造商也有相关产品推向市场。         （2）涡轮增压器行业的市场容量         2010 年我国涡轮增压器销量约为410 万台，相比2005 年的150 万台，增长了约260 万台，年均复合增长率达到22.28%。到2015年我国涡轮增压器销量将800余万台，比2010年翻一番。资料来源：中国内燃机工业协会中缸径多缸柴油机及增压器分会         （3）涡轮增压器行业的技术发展趋势         近年来，为了适应汽车发动机不断提高的节能、环保要求，涡轮增压器行业不断推出新技术、新工艺、新产品。当前，涡轮增压技术的发展主要体现在对涡轮增压器零部件的改进和革新上。         涡轮增压器行业的技术发展主要围绕可变截面技术、电控技术、转子轻量化技术、两级增压技术、噪声控制技术、高可靠性、低成本、提高响应性、耐高温性能等方面。 来源：http://www.ibaogao.com/news/0PG262632013.html

20世纪末期，荷兰Werkspoor公司成功地研制出一台机械增压柴油机；1949年，MAN公司申请了高压涡轮增压技术的专利权；1952年，丹麦首次把排气涡轮增压器装到远洋巨轮二冲程低速柴油机上；1969年，Brown  Boeeri公司生产了供数万千瓦柴油机用的巨型涡轮增压器。自1958年开始，我国有关科研院所、工厂和高等院校仿制和自行设计排气涡轮增压器。头两年就研制成10种型号的涡轮增压器，轴流式涡轮增压器也始研于1958年，主要用于船舶、机车等大型柴油机低、中、高增压的要求；70年代以来，我国内燃机增压的学者和工程技术人员根据三元流动理论，求得较精确的三元流场解。目前，我国增压技术已步入一个新的阶段，生产规模、工艺水平、匹配技术等方面都有所长进

 涡轮增压器最早是用于跑车或方程式赛车上的，以使发动机迸发出更大的功率。  　　发动机是靠燃料在汽缸内燃烧作功来产生功率的，输入的燃料量受到吸入汽缸内空气量的限制，所产生的功率也会受到限制，如果发动机的运行性能已处于最佳状态，再增加输出功率只能通过压缩更多的空气进入汽缸来增加燃料量，提高燃烧作功能力。在目前的技术条件下，涡轮增压器是惟一能使发动机在工作效率不变的情况下增加输出功率的机械装置。 　　涡轮增压器实际上是一种空气压缩机，通过压缩空气来增加进气量。它是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮，涡轮又带动同轴的叶轮，叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气，使之增压进入汽缸。当发动机转速增快，废气排出速度与涡轮转速也同步增快，叶轮就压缩更多的空气进入汽缸，空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料，相应增加燃料量和调整一下发动机的转速，就可以增加发动机的输出功率了。 　　但是涡轮增压器虽然有协助发动机增力的作用，但也有它的缺点，其中最明显的是，“滞后响应”，即由于叶轮的惯性作用对油门骤时变化反应迟缓，即使经过改良后的反应时间也要1．7秒，使发动机延迟增加或减少输出功率。这对于要突然加速或超车的汽车而言，瞬间会有点提不上劲的感觉。但是随着技术的改进，这一缺点正在被逐步克服。 　　在最近30年时间里，涡轮增压器已经普及到许多类型的汽车上，它弥补了一些自然吸气式发动机的先天不足，使发动机在不改变汽缸工作容积的情况下可以提高输出功率10％以上，因此许多汽车制造公司都采用这种增压技术来改进发动机的输出功率，藉以实现轿车的高性能化。