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非水冷中间壳涡轮增压器回热试验研究

2021-12-16李伟李国祥张健健甄冠富王宁宁张晓林

内燃机与动力装置 2021年6期

李伟,李国祥,张健健,甄冠富,王宁宁,张晓林,3

1. 山东大学 能源与动力工程学院,山东 济南 250061;2. 康跃科技(山东)有限公司,山东 寿光 262718; 3.机械工业内燃机增压系统重点实验室,山东 寿光 262718

0 引言

现代涡轮增压器涡轮机端(以下简称涡端)密封环、浮动轴承距离高温区域近,具有温度高、温差大的典型特点[1-2],是影响增压器可靠性及寿命的关键零部件。涡端密封环、涡端浮动轴承及润滑油温度过高,会加速润滑油老化,降低润滑油承载能力,导致零部件异常磨损。随着现代发动机强化程度不断增加,涡前温度增加,而涡前温度是影响涡端密封环峰值温度的关键因素之一[3],温度高、温差大导致涡端密封环变形较大[4]。发动机强化程度提高使增压器转速升高,而轴承系统摩擦损失与转速成正比,转速升高导致摩擦损失增加、润滑油温度升高。涡轮增压器轻便轴承系统使得润滑油流量及带走的热量减少[5],涡端密封环、轴承系统及润滑油的温度呈明显增加趋势。发动机正常使用过程中,偶尔会出现高速高负荷热停机现象,此时,润滑油及冷却液立即停止循环,但增压器涡端仍处于高温,剧烈热传递导致中间壳温度在短时间内迅速升高,通常将热停机情况下的热传递称为回热。回热导致涡端密封环、涡端浮动轴承和润滑油温度超出设计限值的风险增加,增压器可靠性面临严峻挑战。

目前对增压器热传递及回热的研究很多。Romagnoli等[6]、Cormerais等[7]对增压器温度场的试验研究表明,涡轮机端温度明显高于压气机端;……

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