专家支招解决涡轮增压器的喘振现象 可靠性取决于材质及结构设计

　随着目前对节能减排要求的日渐提升，如何控制二氧化碳排放成了车企们需要关注的大问题。在这种情况下，内燃机增压器是否具有广阔市场？对此，近日在中国汽车咨询中心网主办的第二届中国车用涡轮增压应用技术论坛上，霍尼韦尔综合科技(中国)有限公司平台经理傅伟分享了自己的观点。

        傅伟认为，虽然目前汽车内燃机受到混合动力、新能源等新技术的威胁，但整个ACE内燃机还是有相当大的优势。对于内燃机来说，要降低二氧化碳排放无疑是需要投入成本来研发新技术的，在整个研发过程中可能需要35%至95%的投入量。然而对于电动汽车来说，其投入更甚，除了整个动力单元需要有36%至60%的研发以外，为这些动力单元相关的能量或者发电行业，也需要更大的投入，特别是纯电动汽车领域，可能有90%左右都是它研发的需求。因此，从这方面来看，内燃机针对二氧化碳排放量上的技术研发，也是一个比较低成本的开发方向。

         数据显示，今年汽车增压器的普及率是32%，全部产量是2900万台，而在2020年预计全球市场增压器的普及率将达到40%左右，2025年则将达到70%，产业规模会扩大到200亿美元，因此傅伟认为增压器市场的形势还是非常值得被看好的。

        本次由中国汽车咨询中心网主办的“第二届中国车用涡轮增压应用技术论坛”，是目前中国汽车产业内涡轮增压应用技术造领域最具权威的行业论坛，此次会议吸引了来自全国的150多名业界人士参加，参会企业包括上海大众、上汽通用五菱汽车、长安汽车工程研究总院、霍尼韦尔、道康宁、泛亚汽车技术中心、里卡多、法雷奥发动机、巴斯夫、AVL李斯特技术中心，博格华纳等。

　　涡轮增压器的可靠性取决于材质及结构设计

　　在日常生活中，汽车零部件失效的情况时有发生，涡轮增压器也不例外。面对失效情况该使用怎样的解决方案？近日，在中国汽车咨询中心网主办的第二届中国车用涡轮增压应用技术论坛上，博格华纳汽车零部件(宁波)有限公司应用设计及验证部经理张人铨对此进行了介绍。

        在本次会议上，张人铨做了《改善结构设计，提高增压器的可靠性》的专题演讲。他在演讲中指出，在涡轮增压器中，比较容易失效的部件是压叶轮。常见的主要是两种失效模式，一种是高周疲劳失效，主要的表现形式就是叶片的尖部会缺失一块。还有一种是低周疲劳，压叶轮整个从根部断裂。对于如何如何解决这种失效问题，张人铨表示，不同的材料与加工工艺对压叶轮的寿命有着很大的区别。常见的主滤压叶轮，当转速比较低的时候，它的寿命会比较好，如果转速一旦提升，寿命会急剧下降。全机加工的压叶轮，材料中间是锻造铝，然后通过全加工而成，这种材料比全铸铝的压叶轮寿命要长一些。此外还有一种比较特殊的材料—钛铝，这是比较高端的材料，它的寿命要比铝的压叶轮长1年左右。

        另外，工况对于压叶轮的寿命也有很大影响。对商用车而言，如果是长距离的运行卡车，行驶时工况稳定，那么铸铝的压叶轮就够了。如果是城市用的公交车或者大巴，可能会不停地起停，此时增压器管数不停变化，就需要钛合金材料的压叶轮。而如果是工程机械，它的负荷一直在变化，增压器的转速变化是非常快的，因此一般推荐使用钛合金的压叶轮。

        据悉，由中国汽车咨询中心网主办的“第二届中国车用涡轮增压应用技术论坛”，是目前中国汽车产业内发动机制造领域最具权威的行业论坛，此次关于涡轮增压的技术会议吸引了来自全国的150多名业界人士参加，参会企业包括上海大众、上汽通用五菱汽车、长安汽车工程研究总院、霍尼韦尔、道康宁、泛亚汽车技术中心、里卡多、法雷奥发动机、巴斯夫、AVL李斯特技术中心等。

　　专家支招解决涡轮增压器的喘振现象

　　涡轮增压器最初应用在整车上是出于对废气排放、环保节能的考虑，随着技术的发展，现在对其性能的要求越来越高。近日，在中国汽车咨询中心网主办的“第二届中国车用涡轮增压应用技术论坛”上，长安汽车工程研究总院室主任付江华博士对涡轮增压的NVH问题进行了介绍。

       付江华认为，对于涡轮增压器来说，NVH主要可能会出现三方面的问题：啸叫、泄气、喘振。“何为喘振？形象地说就是一个人一口气爬10、20多层楼梯时气喘吁吁的样子。喘振从幅值上讲忽大忽小，沿着管道轴向方向有比较大的波动。”

        付江华说。“什么时候容易出现喘振的情况？比如爬坡的时候就比较容易发生，以及低速高压比的情况下。喘振主要出现在三个区域，第一个是进气口，第二个是空滤的出口，第三个是中冷的进管。对于喘振来讲，一般是用消声的方式进行控制，主要控制它的管壁辐射。在控制管壁辐射的时候通常使用编织管、排啸式消声器的方式进行消声。”付江华表示，“事实上每辆车都有不同程度的喘振，关键是它喘得厉不厉害，是哮喘还是微喘？”而相应的解决方案是，对于深度喘振一般是调整喘振的余量，轻度喘振则可以用隔吸声方面进行控制。

         对于涡轮增压器这方面的控制更多的还是从源和路径这两个角度进行把握，也可以结合多种解决方案进行处理。“后期可能要在仿真方面进行大力发展，另外通过与整车企业、匹配开发商以及工艺制造商的共同努力，相信以后我们的涡轮增压器可以做的更好。”付江华说道。

        付江华是在由中国汽车咨询中心网举办的“第二届中国车用涡轮增压应用技术论坛”上做了如上报告，他的发言在与会者中收到很大共鸣，引发行业对于如何控制涡轮增压器喘振问题的兴趣，来自上海大众、上汽通用五菱、博格华纳、法雷奥和长安汽车研究总院的专家到会参与了讨论。

　　发动机水冷系统有望在整车中得到普及

　　近日，由中国汽车咨询中心网主办的“第二届中国车用涡轮增压应用技术论坛”在上海举办。该论坛是目前中国汽车产业内发动机制造领域最具权威的行业论坛，此次会议吸引了来自全国的150多名业界人士参加，参会企业包括上海大众、上汽通用五菱汽车、长安汽车工程研究总院、霍尼韦尔、道康宁、泛亚汽车技术中心、里卡多、法雷奥发动机、巴斯夫、AVL李斯特技术中心，博格华纳等。

        法雷奥发动机冷却(佛山)有限公司发动机进气管理专家肖尤明参会并发言，在其所做的《法雷奥进气系统》专题报告中指出，将来以下三项新技术会在整车中得到普及应用：第一是冷却的废气再循环，第二是电子增压，第三就是将水冷式中冷器和发动机的进气管整合到一起，也就是通过水来进行冷却的系统。

        基于发动机小型化、增加动力响应速度、降低氮氧化合物排放的发展趋势，驱使着水冷式中冷器技术的不断发展。对于这种水冷系统，肖尤明展开了详细介绍。所谓的水冷系统，是指水冷式中冷器和进气气管整合在一起，直接通到发动机内部，并在其中增加了一套水循环系统，包括电子水泵和低温的散热器，与通常的空气冷却系统相比，水冷压缩空气的流通通道很短，并且压缩空气的体积很小。会议期间，肖尤明分享了法雷奥对于水冷系统进行的测试结果。在相同工况下，在汽车中分别采用水冷和空冷系统，考核的是发动机进气气管里面空气的温度。结果显示，水冷进气气管里面空气的温度很低。此外，水冷气管内温度波动很小，温度非常稳定。

         这样的结果能够为汽车带来什么好处呢？肖尤明给出了答案。第一，省油。第二，提高发动机的动力响应速度。第三，水冷式中冷器属于发动机的部件，同一款发动机在不同平台车上进行匹配的时候更加容易。第四，随着将来低压EGR这种技术的实施，水冷系统可以更好地防止进气系统里面出现的油雾。