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定制渦輪增壓及加工用成型刀具
發布時間:2019-04-30 瀏覽:

定制渦輪增壓及加工用成型刀具

 

增壓目的:渦輪增壓的主要作用就是提高發動機進氣量,從而提高發動機的功率和扭矩,讓車子更有勁。一臺發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動機在經過增壓之后能夠輸出更大的功率。就拿我們最常見的1.8T渦輪增壓發動機來說,經過增壓之后,動力可以達到2.4L發動機的水平,但是耗油量卻并不比1.8L發動機高多少,在另外一個層面上來說就是提高燃油經濟性和降低尾氣排放。

發動機是靠燃料在氣缸內燃燒做功來輸出功率的,由于輸入的燃料量受到吸入氣缸內空氣量的限制,因此發動機所輸出的功率也會受到限制。如果發動機的運行性能已處于最佳狀態,再增加輸出功率只能通過壓縮更多的空氣進入氣缸來增加燃料量,從而提高燃燒做功能力。因此在現有的技術條件下,渦輪增壓器是唯一能使發動機在工作效率不變的情況下增加輸出功率的機械裝置。

渦輪增壓裝置主要是由渦輪室和增壓器組成。首先是渦輪室的進氣口與發動機排氣歧管相連,排氣口則接在排氣管上。然后增壓器的進氣口與空氣濾清器管道相連,排氣口接在進氣管上,最后渦輪和葉輪分別裝在渦輪室和增壓器內,二者同軸剛性聯接。

我們平常所說的渦輪增壓裝置其實就是一種空氣壓縮機,通過壓縮空氣來增加發動機的進氣量,一般來說,渦輪增壓都是利用發動機排出的廢氣慣性沖力來推動渦輪室內的渦輪,渦輪帶動同軸的葉輪,葉輪壓縮輸送由空氣濾清器管道來的空氣,使之增壓之后進入氣缸。當發動機轉速增快,廢氣的排出速度與渦輪轉速也同步增快,葉輪又壓縮更多的空氣進入氣缸,空氣的壓力和密度增大可以使更多的燃料充分燃燒,相應的增加燃料量和調整一下發動機的轉速,就可以實現增加發動機的輸出功率了。

渦輪增壓增壓類型:

按排氣能量在渦輪中的利用方式可以分為以下兩種系統:

渦輪增壓定壓渦輪增壓系統

定壓渦輪增壓系統是把內燃機所有氣缸的排氣收集到一個體積足夠大的排氣管內,然后再引入渦輪。盡管各缸是交替排氣的,但由于排氣管的穩壓作用,渦輪入口處的壓力基本不變,故稱為定壓增壓系統。

定壓渦輪增壓的主要優點是:渦輪在定壓下全周進氣,效率較高;氣流引起的激振較小,不易引起葉片斷裂;排氣系統簡單,成本較低,易于布置維護。主要缺點是脈沖能量的利用率較低,試驗表明,當增壓壓力較小時,定壓增壓系統僅僅利用了排氣能量的12%~15%,高增壓時可達30%以上。此外,定壓增壓的內燃機的低速扭矩特性和加速性能較差。

渦輪增壓脈沖渦輪增壓系統

脈沖渦輪增壓系統旨在提高在定壓系統中損失能量的利用率。這種方案的特點是排氣管做的短而細,排氣系統的溶積要盡可能小,使排氣能直接迅速地進入渦輪機中膨脹做功,減少節流損失。此外,為減少各缸排氣壓力波的相互干擾,往往采用兩根或更多排氣支管將相鄰發火氣缸的排氣相互隔開。

脈沖系統比定壓系統能更好的利用內燃機的排氣能量,且排氣管容積越小越好,以至于近年來出現了一種將增壓器與排氣管做成一體的緊湊結構。

渦輪增壓冷卻系統

中冷器是增壓系統的一部分。當空氣被高比例壓縮后會產很高的熱量,導致空氣膨脹密度降低,而同時也會使發動機溫度過高造成損壞。為了得到更高的容積效率,需要在注入氣缸之前對高溫空氣進行冷卻。這就需要加裝一個散熱器,原理類似于水箱散熱器,將高溫高壓空氣分散到許多細小的管道里,而管道外有常溫空氣高速流過,從而達到降溫目的(可以將氣體溫度從150℃降到50℃左右)。由于這個散熱器位于發動機和渦輪增壓器之間,所以又稱作中間冷卻器,簡稱中冷器。

渦輪增壓示意圖

 

渦輪增壓的原理:是將廢氣轉換為動力,提高發動機的功率和扭矩。渦輪殼是渦輪增壓器的重要組成部分,由雙相不銹鋼鑄成,渦輪殼材料牌號一般為1.4848,1.48371.4826,此類材料微觀組織是由鐵素體相和奧氏體相組成,物理性能介于奧氏體不銹鋼和鐵素體不銹鋼之間,材料粘性高,韌性強,加工后有回彈;對加工渦輪增壓殼體的刀具要求相對較高,SS/碩朔生產、定制各種非標成型刀具

 

零件基本信息

     被加工材料:1.4848(耐熱雙相不銹鋼)

     硬度:HB 225

     屈服強度:Rp0,2 (MPa)  220

     抗拉強度:Rm (MPa)  450

     伸長率:A (%)  8

 

加工難點在于:1、粘刀現象嚴重2、彈性塑性變形大3、加工硬化4、材料性能穩定性差

 

渦輪增壓器部件的制造與加工非常復雜,對制造商提出了高生產率的需求,但同時尤其強調工藝可靠性;對于1.4849, 1.4848 或 1.4837(德標耐熱不銹鋼)之類的常規被加工材料而言,SS/碩朔可專業提供最優化的訂制刀具方案;特定的對切削刀具有特別要求的被加工材料提供諸如不同的涂層及適用于其加工特征的相應刀具產品。

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