具有前缘前掠叶片的跨音速离心压气机流场的数值研究

采用商业叶片造型软件Concepts NREC压气机设计出具有不同前缘前掠角(α为10°﹑15°﹑20°)叶片的3种方案的涡轮增压跨音速离心压气机,并进行数值模拟和对比分析,研究叶片前缘前掠对压气机流场特性的影响。结果表明:与无掠方案相比,主叶片前缘前掠在提高压气机流通能力及失速裕度方面有一定的优势,其中15°方案的流通能力最强,20°方案的失速裕度最大;随着前缘掠角由0°增加到20°,在堵塞工况下压气机内部激波强度减弱7.2%,在最高效率工况下减弱3.4%,同时,叶轮通道下游低能流团范围及强度均有一定改善;在3种掠叶片方案中,10°掠角方案的压气机内部流动情况最好,其整体效率较普通压气机提高0.72%,压比提高0.62%。     

增压器混流涡轮的设计和试验研究

为了提高车用增压器涡轮的性能,针对某柴油机匹配的JP78B增压器进行了混流涡轮设计和试验研究。利用叶轮机械CFD软件NUMECA,对所设计的8个混流涡轮叶轮进行了叶轮内部流动的计算,分析了叶轮进口倾斜角、叶轮进口攻角、叶轮宽度和叶片数对混流涡轮叶轮性能的影响,进行了混流涡轮和径流涡轮的性能试验。试验结果表明,混流涡轮比径流涡轮效率高,并且涡轮最高效率点的u/co小。     

6110T型车用柴油机增压器的研制

本文介绍了解放牌6110T型车用柴油机的增压器的选型、结构设计和配机试验。所选用的GJ-70型增压器的最高设计转速为13000rpm;最大压比为2.5;压气机叶轮直径为70mm,采用径向离心式结构,共16个叶片,其绝热效率为73％;涡轮叶轮采用星形向心式结构,有11个叶片;支持轴承采用两个全浮动轴套。 6110A型柴油机与GJ-70增压器配用后,发动机最大功率提高41.1％,最大扭矩提高58.5％,比油耗降低11％。GJ-70型小型高速增压器的设计满足了6110T型柴油机的设计要求。     

涡轮增压器涡轮叶轮有意失谐强迫振动特性研究

通常希望增压器涡轮叶轮的每个叶片都制造得完全相同,形成严格的循环对称结构,但由于制造误差和工作磨损等因素会造成涡轮叶轮存在失谐。为了在设计中降低叶轮对随机失谐的敏感性,以某型号涡轮增压器涡轮叶轮为研究对象,使用CMM缩减模型和加速Monte Carlo模拟,对使用3种有意失谐方案设计的涡轮随机失谐的敏感性进行了分析。研究表明,方案Ⅰ的叶轮强迫振动敏感性曲线仍然具有峰值特征,但振动响应幅值得到一定程度的降低。方案Ⅱ的叶轮强迫振动敏感性曲线的响应峰值不再明显,最大响应幅值放大系数相比谐调叶轮由1.86降到1.58。方案Ⅲ的叶轮强迫振动敏感性曲线上的响应峰值有较大下降,最大响应幅值放大系数为1.49,微小失谐时响应值较低,对失谐不敏感。     

快速成型技术在涡轮增压器制造中的应用

以柴油机用增压器叶轮制造为例,概述了快速成型技术在涡轮增压器制造中的应用,叙述了利用快速成型机制造具有复杂型面特征的涡轮增压器用叶轮的过程,概述了涡轮叶轮快速成型制造工艺和铸造工艺,最后提出了快速成型铸造的涡轮叶轮与设计用CAD模型相结合进行叶片精度测量分析的方法及叶片重复性测量工艺的误差分析技术。     

车用小型涡轮增压器叶顶间隙可磨耗涂层控制技术研究

采用Numeca数值分析软件建立了车用小型涡轮增压器压气机端流场网格模型,并研究了不同叶顶间隙对压气机性能的影响,分析得出叶顶间隙对压气机性能影响较大,每增加0.1 mm间隙后压比降低约3%,效率则降低约2%。研制了压气机叶轮叶顶间隙可磨耗涂层,减小了叶顶间隙,研究发现:压气机试验峰值效率提升了近1.5%,各转速下压比也得到了不同程度的提升,涂层在增压器高转速运转较长时间后磨耗均匀,叶轮与涂层刮擦后完好无损。研制了涡轮机叶顶间隙耐高温可磨耗涂层,经发动机匹配试验对比发现,中低速扭矩提升了2%左右,燃油消耗率在1 883 r/min下降低了3.5%。对蜗壳涂层开展了200 h可靠性考核验证,发现涂层磨耗均匀无掉块,涡轮叶片与高温涂层刮擦后无损伤,验证了可磨耗涂层技术在车用小型涡轮增压器领域应用的可行性。     

某离心叶轮叶片改型设计研究

该文以某高压比离心叶轮为研究对象,以改善叶轮流动特性和提升叶轮的气动性能为目标对其叶片进行改型设计。文章基于ANSYS BladeGen,采用四阶Bezier曲线对叶轮叶顶弧线以及叶根弧线进行参数改变,通过流场数值模拟分析得到最终设计叶型。数值模拟结果表明,新设计叶型离心叶轮相较于原叶轮压比提高了0.87%,效率提升了5.69%,达到了本次改型设计的目标。     

涡轮增压器轴向力稳态数值模拟及优化

采用Numeca数值分析软件建立了某增压器涡轮机及压气机端流场网格模型,并计算出发动机不同转速下涡轮增压器的涡轮端及压气机端的稳态轴向力分布,分析得出由涡轮端指向压气机端方向的轴向力值较大,而由压气机端指向涡轮端方向的轴向力值较小。对压气机叶轮流场进行了分析,发现压气机叶轮背部间隙内的静压分布与轴向力大小紧密相关;研究了叶轮叶顶间隙对轴向力的影响,发现叶轮轴向间隙对轴向力的影响比径向间隙大,但效率损失亦较大。在保证涡轮机效率不降低的原则下,对涡轮箱流道截面进行了改进,轴向力在发动机高转速下降低约8N。     

MET涡轮增压器的高性能后弯叶片压气机的发展

三菱重工至今在其MET废气涡轮增压器上使用的是径向直叶片压气机。虽然,径向直叶片压气机的性能是良好的,就象用于MET-S和更先进的MET-SA增压器上那样,最大效率高达85％,但是,其固有的缺点是喘振点和最大效率点非常接近。由于需要考虑安全系数,以便避免喘振,故实际的工作点变得比最大效率点约低3-4％。 通过比较表明,后弯叶片压气机的优点是,它能限制其效率偏离最大效率点并留有较大的喘振安全系数,从而使实际工作点的效率相应地得到了提高。 为此,三菱重工最近设计了增压器的高性能后弯叶片压气机,其最大压比高达4.0。     

不平衡激励对涡轮增压器转子动力学特性影响的模拟分析

针对涡轮增压器转子存在不平衡激励的问题，采用试验和仿真相结合的手段，在考虑稳态浮环轴承传热影响的条件下探究了其对转子动力学特性的影响。结果发现：当不平衡位于压气机叶轮前缘时转子振动相对稳定；转子振动的最大偏移量受次同步振动的影响较为明显；与形成180°相位差的异相位不平衡相比，同相位不平衡下的涡轮增压器转子运转相对更稳定。     

径流式涡轮增压器叶片成形方法

压气机叶轮和涡轮是涡轮增压器的关键零件，其叶片的成形方法和模具设计制造堪称一项专门技术．本文对几种常用的叶片成形方法作一介绍和评估．叶型曲线是叶轮设计中的一个重参数，雷姆（Lame）椭圆是目前国际上广为采用的型式，本文将对其在叶型曲线上的应用进行阐述，并对其优越性作了说明．     

叶顶间隙对车用增压器涡轮性能的影响规律研究

研究了叶顶间隙对乘用车汽油机增压器涡轮性能的影响规律。研究中设定3种类型的涡轮叶顶间隙变化,分别为单独叶片进口间隙变化、单独叶片尾缘间隙变化及叶片进口间隙与尾缘间隙同步变化,每种类型间隙设定了不同间隙尺寸,在稳态条件下对3种间隙进行模拟。结果显示:叶片进口间隙与尾缘间隙同步变化时对涡轮效率、输出功率及涡轮出口温度影响最大,单独叶片进口间隙变化的影响最小;叶片进口间隙与尾缘间隙同步变化对涡轮输出功率与涡轮出口温度的影响基本是单独叶片进口间隙变化和单独尾缘间隙变化影响的叠加;叶顶间隙对涡轮流通能力的影响不明显;随着间隙尺寸的增大,叶片通道后半部分叶顶附近总压出现高数值区域,涡轮出口马赫数增大,从而降低涡轮的工作效率。     

T的魅力 宝来的高级驾驶

什么是涡轮增压（Tubo） 涡轮增压简称Tubo，在轿车尾部常常可看到Tubo或者T，表明该车采用的发动机是涡轮增压发动机。涡轮增压器实际上就是一种空气压缩机,通过压缩空气来增加进气量。它利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮，涡轮又带动同轴的叶轮，叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气，使之增压进入气缸。当发动机转速增快时，废气排出速度与祸轮转速也同步增快，叶轮就压缩更多的空气进入气缸。空气的压力和密度增大则可以燃烧更多的燃料，相应增加燃料量就可以增加发动机的输出功率。     

可变截面涡轮增压器离心式压气机的研制

为了控制军用可变截面涡轮增压器的喘振和满足其空气流量的要求,现已研制成一种离心式压气机的可变几何形状扩压器。此外还研制和试验了以下二种压气机叶轮:径向叶轮和后弯叶轮。 性能试验结果表明,可变几何形状压气机在所要求的大多数工况下,达到了流量和效率的指标。由工作曲线图可以看出,后弯叶轮比径向叶轮好。在空气流量大的工况下(在发动机额定转速时)后弯叶轮的压气机效率已高达80％;只是在空气流量非常小的工况下(发动机在最低工作转速时)由于叶轮开始失速,引起效率下降。因此可以确认:可变几何形状压气机适用于效率高和流量范围宽的涡轮增压器。     

信息

带可变扩压器的压气机据报道,日本石川岛播磨公司成功地研制出带可变扩压器的涡轮增压器压气机。该压气机是配套柴油机和汽油机排量为2L～3L级,是专为叶轮直径为5 0mm左右的车用增压器而设计的。这种压气机的叶片自动伸缩实现了可变功能,使扩压器兼顾了有叶扩压器和无叶扩压器的优点,实现了宽广的工作区域和高效率的目的。可变机构采用空气压力驱动环状振动片使扩压器的叶片移动,其上配置有许多叶片的金属轮盘与环状振动片连接,通过带狭缝的罩盖进行驱动。位于环状振动片后面的弹簧把叶片金属轮盘顶在压气机蜗壳的壳体侧即成为有叶状态;在…     

柴油机涡轮增压器叶轮优化设计

以某废气涡轮增压柴油机为研究对象,以提高发动机性能为目标,使用CFD方法对其涡轮增压器的叶轮进行优化设计。通过分析叶轮内部流场,将叶轮叶片的叶型进行了改进设计,叶轮内部流场得到了优化。通过CFD计算得到了优化后的压气机MAP图,并将优化设计后的增压器安装到柴油机上进行了试验研究。结果表明,根据CFD计算结果对压气机叶轮结构进行优化设计具有可行性,优化设计的压气机能够在全转速范围内降低发动机燃油消耗率。     

汽车涡轮增压器压气机噪声的计算气动声学模拟

汽油机领域增压技术(Eco-Boost)的问世为技术人员带来新的挑战。挑战之一是在非设计工况下,进入涡轮增压器的气流会产生气流噪声。在某些运行工况下,当进气质量流量和压比达到某一数值时,压气机叶轮表面气体分流会产生宽频噪声,被称为"啸叫"噪声。可以用增压器吹风试验和发动机台架试验来检测这种气体流动噪声。为了开发一种有效的设计,有必要了解这种噪声产生的基本机理。介绍为研究进气条件对啸叫噪声的影响而进行的计算气动声学分析,包括整个压气机叶轮和涡壳在内的三维计算流体动力学模拟。该增压器叶轮由6个主要叶片和6个分流叶片组成。基于计算机辅助工程的结果,提出一种压气机引导边缘入口台阶与进口导向叶片(或旋转叶片)组合的方案,以降低啸叫噪声,并通过试验证实这种创新设计的有效性。     

AGU发动机废气涡轮增压装置的使用与检修

废气涡轮增压装置是利用排气管排出的废气压力去推动涡轮,再由涡轮带动压气机旋转,以提高进气压力,增加气缸的充气量。采用涡轮增压技术能使发动机功率提高30%～100%,并降低发动机的比油耗和比质量,同时减轻发动机的排气污染,还可以扩大发动机的变形系列。     

高功率柴油机用的可变截面涡轮增压器

高功率涡轮增压柴油机需要一个装有高压比、宽流量、不喘振的高效率压气机的有效进气系统,同样,也需要有可变截面喷咀的高效率涡轮,以便在发动机低转速和小空气流量运转时,涡轮保持高转速。 为了满足上述要求,美国陆军坦克机动车辆研究发展局制订了一项研制涡轮增压器的规划,其中规定涡轮增压器采用后弯叶轮的离心式压气机和径流式涡轮。为了控制喘振,压气机采用楔形可转动叶片扩压器;为了控制涡轮进气面积,径流式涡轮采用可转动喷咀叶片。 涡轮增压器经过几次反复设计和台架试验后,又同发动机一起进行了广泛的试验。通过试验证实,采用这种涡轮增压器能使柴油机性能得到相当大的改善。     

车用可变几何涡轮增压器喷嘴环叶片初步研究

对应用气动型与对称型喷嘴环叶片的车用可变几何涡轮增压器进行了研究。分别建立了两种喷嘴环三维模型,应用NUMECA软件对配置两种喷嘴环的涡轮进行了流场计算与分析。设计、加工了气动型叶片喷嘴环组件,分别将两种喷嘴环组件装配在同一台增压器上,进行了增压器涡轮性能对比试验。结果表明,气动型喷嘴环涡轮具有更宽广的流量范围,且效率更高。