跟大多数人一样,提问者分不清什么是涡轮什么是压缩机,统统用涡轮表述。所以我修改了题目。
涡轮增压器一端与废气接触的叫做涡轮端turbine stage,另一端与新鲜空气接触的叫做压缩机端compressor stage。
而本田使用的涡轮增压器,在涡轮端,依然是向心涡轮 radial turbine;在压缩机端,似乎使用了轴流压缩机axial compressor(这一点实际上有待考证)。
FIA今年的几个相关规定是:
涡轮增压器的轴线必须与发动机曲轴轴线平行,其高度不得高于赛车中心线25mm。
赛车燃油流量不得超过100kg/h涡轮增压器转速不超过125,000rpm
第一条表明增压器轴线必须尽量低,第二条基本限制了增压器压缩机的最大流量和压比。第三条限制了涡轮增压器的转速。
根据一些消息,压缩机的最高出口绝对压力可能在3.5bar。而燃油流量基本确定了空气流量,我计算大概在1000kg/hr左右。加上转速的限制,增压器的径向尺寸也就基本确定了。涡壳和压壳是整个增压器上直径最大的零件,中间体的直径略小。很显然,两端使用离心式叶轮的增压器,要么布置在发动机后方,要么纵向横跨发动机V型夹角。
所以你可以跟雷诺这样:整个增压器放在发动机后端,MGU-H放在发动机夹角里
或者跟梅赛德斯这样增压器放在后端,MGU-H放在增压器中间靠近压缩机一侧
或者像本田现在这样剑走偏锋,把压缩机搞成轴流的塞在发动机夹角里。(如果你仔细看压缩机端,那个压壳看起来是轴向进气,圆周切向出气的,似乎也不是通常的轴流压缩机,可能是混流压缩机。这也是我觉得这种说法有待考证的原因)
纵跨的实物图片没找到。
本田说他们搞过三种布置方案,最终选择了这种,也是布置和性能权衡的结果。
今年四个车队的布置方案见下图:红色是涡轮端,蓝色是压缩机端,咖啡色是mgu-h。
奔驰这种纵跨式布置可以很好的解决mgu-h的散热问题,但是跨度太大增压器转子的稳定性是个问题
雷诺这种我觉得最好,结构上比法拉利稳定,轴跨度也短,mgu-h的散热也不是问题
本田这种轴流压缩机实在是出乎意料。
原图来自http://en.f1i.com/magazine/10369-hondas-radical-power-unit-design.html/2
我不懂为什么要用轴流压缩机,轴流工作范围窄一些,可是对于F1来说工作范围并非重点考虑的;轴流效率比离心式高,这一点是优势;但是单极轴流压比不够高,一般在高压比场合都是多级串联,比如涡扇涡喷发动机。对于这种需要3.5bar压力的应用,轴流应该算不上一个好的选择。据我仅有的一点叶轮机械的知识来看,轴流单级做到这种压比,轴线必须很长,叶片数很多,而且扭曲很大。(实际上本田会不会使用了长轴线的混流压缩机叶轮呢?需要懂叶轮机械设计的人来分析了。)另外这个压缩机的尺寸非常小,我也不知道为什么。因为通常轴流压缩机的叶轮要比离心式的大,而示意图中的压缩机壳体直径似乎只有涡轮壳的一半。
F1网站上3月5日的这篇文章又是什么意思?本田要改吗?
http://www.formula1.com/content/fom-website/en/latest/technical/2015/2/mclaren-mp4-30---honda-power-unit-layout.html