1、渦輪增壓器能利用發(fā)動機排放的廢氣的能量使發(fā)動機的功率提高達(dá)50％-100％，它的發(fā)展已成為柴油機技術(shù)中的一個亮點。目前隨著渦輪增壓器技術(shù)的成熟，使得渦輪增壓器的制造成本愈來愈成為其市場占有率的關(guān)鍵，而國產(chǎn)化是降低制造成本的有效途徑。我國的增壓技術(shù)已隨著工藝水平、匹配技術(shù)的提高已進(jìn)入了一個新的階段。 本文采用理論分析、試驗數(shù)據(jù)和生產(chǎn)實踐相結(jié)合的方法，對NR15徑流式渦輪增壓器渦輪轉(zhuǎn)子的國產(chǎn)化關(guān)鍵工藝過程進(jìn)行了分析，以及部分加工工序

2、的優(yōu)化。試驗結(jié)果顯示了渦輪轉(zhuǎn)子國產(chǎn)化材料選取和工藝的可行性，并通過NR15渦輪增壓器臺架試驗的結(jié)果與進(jìn)口渦輪增壓器臺架試驗結(jié)果對比來驗證了國產(chǎn)化渦輪轉(zhuǎn)子的性能，驗證其國產(chǎn)化生產(chǎn)水平。 本文的主要工作如下： 1) NR15渦輪轉(zhuǎn)子的材料的選擇分析。渦輪轉(zhuǎn)子由渦輪和軸焊接而成，由于渦輪和軸的工作環(huán)境的差異，加工工藝的不同所用材料也因此不同。首先通過對鐵基鑄造合金K13和鎳基鑄造合金K418的材料成分和機械強度的對比分析，并根

3、據(jù)渦輪的工作溫度，大面積接觸高溫氣體的熱應(yīng)力狀態(tài)，結(jié)合了上述材料的高溫性能選定了合適的渦輪的材料。接著根據(jù)軸的高轉(zhuǎn)速，交變載荷和振動的工作環(huán)境選定了適合與渦輪焊接而又具有良好韌性，疲勞強度和加工性能的軸的材料。 2) NR15渦輪轉(zhuǎn)子的焊接方法。借鑒過去摩擦焊接的經(jīng)驗和當(dāng)前的研究結(jié)果對摩擦焊的工藝過程進(jìn)行了分析。摩擦焊前的準(zhǔn)備，摩擦焊接工藝參數(shù)的設(shè)定以及焊接后處理都是對渦輪轉(zhuǎn)子的焊接質(zhì)量的有力保證。最后用焊接后的試棒進(jìn)行了拉伸

4、試驗、金相試驗、硬度及沖擊試驗從而驗證了渦輪轉(zhuǎn)子的摩擦焊工藝的可行性。 3) NR15渦輪轉(zhuǎn)子的動平衡分析。從設(shè)計、材料、工藝及工作環(huán)境等多方面對渦輪轉(zhuǎn)子的不平衡產(chǎn)生原因進(jìn)行了分析，從而對渦輪轉(zhuǎn)子的動平衡提出了相應(yīng)的要求。本文結(jié)合渦輪轉(zhuǎn)子粗加工時的中心線對動平衡的影響，也優(yōu)化出行之有效的加工順序和方法；對渦輪動平衡的取重特別在粗加工中預(yù)留了取重環(huán)，便于動平衡中的取重，同時又能保證渦輪的后續(xù)加工。 4) NR15渦輪轉(zhuǎn)

5、子的超速試驗。對兩種超速實驗方案進(jìn)行了對比分析。其一是摩擦焊接后對渦輪轉(zhuǎn)子進(jìn)行的，其二是在摩擦焊接前對渦輪葉輪進(jìn)行的。試驗方案一能間接考察摩擦焊接質(zhì)量的結(jié)果，但由于焊后的軸向尺寸與葉輪的直徑比過大，導(dǎo)致在試驗中因系統(tǒng)的干擾而使試驗結(jié)果不穩(wěn)定。試驗方案二能夠克服方案一的軸向尺寸與葉輪直徑比過大的缺點，但由于在超速試驗中不能利用渦輪軸的軸承位置來作為支撐，從而要考慮動平衡的支撐位置和超速試驗力矩的傳遞方式。 5) 通過對比國產(chǎn)化后