车辆燃气轮机轴流涡轮设计

车用燃气轮机的涡轮设计目前在国内比较少,为了系统详实地开发可靠产品,依据流体力学及叶轮机械原理,通过数值模拟的方式,使用ConceptsNREC软件仿真计算进行车用涡轮设计,在降低了开发成本和时间的同时,提高了设备的稳定可靠性,对我国的车用燃气轮机的涡轮设计有重要指导意义。     

向心涡轮叶轮顶切的数值研究

针对一种广泛应用的普通涡轮,采用数值方法对叶轮项切后的涡轮进行了模拟,并对叶轮顶切后的涡轮性能及内部流场进行了详细的分析研究,了解了顶切方法对该涡轮效率和流量的影响,找到了造成顶切后涡轮的效率和流量发生变化的内在因素,为向心涡轮叶轮顶切方法的建立和实现与排量相近的发动机的匹配提供了依据.     

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。     

车用发动机机油冷却器流动的数值模拟研究

应用FLUENT软件对车用叉流板翅式机油冷却器两侧流体的流动进行了数值模拟,紊流模型采用标准的K ε湍流模型,翅片侧采用多孔介质模型进行简化。结果表明,油侧的流量分配比较均匀,而水侧很不均匀,为叉流板翅式机油冷却器的设计改进指明了方向。     

脉冲全周进气和非全周进气涡轮性能比较的数值研究

分别设计了全周进气双流道涡轮和非全周进气双流道涡轮,通过数值模拟,对两种结构进行了全工况性能分析。结果表明,非全周进气双流道涡轮的效率高于全周进气双流道涡轮。通过流场分析揭示了涡轮内部流动损失机理,从而了解两种结构对涡轮效率和输出功率的影响,为涡轮增压器的进一步开发提供一定的理论依据。     

VGT涡轮增压器涡轮级性能仿真预测研究

采用Fine/Turbo软件对某可变截面涡轮增压器涡轮级进行数值模拟及流场分析。介绍了VGT涡轮增压器涡轮级建模及分析过程,研究了VGT涡轮增压器涡轮端MAP图性能仿真方法,并与涡轮机性能试验数据进行了对比。结果表明,采用VGT数值模拟和流场分析的方法对VGT增压器性能进行预测是可行的,可以满足增压器多方案性能优化选型需求。     

车用增压器涡轮非稳态流动特性研究进展

阐述了非稳态流动特性对于涡轮设计和增压发动机匹配具有重要的指导作用,对涡轮非稳态流动特性研究中涡轮测功方法、非稳态特性试验和性能预测等重要问题进行了回顾和总结。     

涡轮增压器动态性能数值仿真研究

本文是关于以微机为基础的涡轮增压器动态性能数值仿真研究，采用模块化结构，建立了涡轮增压器开式实验系统中的涡轮。压气机、燃烧室和转子的数学模型．采用美国威斯康星大学提供的TRNSYS动态系统仿真程序，在计算机上实现系统的动态仿真，可以得到在任何外界条件下涡轮工况的性能参数，其结果就好象在计算机建立了一个涡轮增压器系统实验台，所有的实验结果都可在计算机上得到。当输入实验相似的外界条件时，仿真所得参数与实验结果的比较说明了该系统的动态数值仿真是成功的。     

车用涡轮增压器涡轮测功方法的发展

根据测功原理的不同,对车用涡轮增压器涡轮测功方法进行了分类,介绍了各种测功方法的工作原理,结构特点和发展概况。     

涡轮增压器止推轴承润滑机理数值分析

以流体滑动轴承的润滑理论为基础,分析研究了涡轮增压器止推轴承的工作机理和结构参数与性能的关系。建立了止推轴承及摩擦功率损失的方程式和数值模型,探讨了轴承承载能力与转速、间隙和尺寸等参数之间的关系。结果表明:增大止推轴承的尺寸或转速,承载能力增大;供油温度升高,承载能力下降。     

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。     

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。     

涡轮增压器压气机级性能仿真预测研究

采用Fine/Turbo软件对H145涡轮增压器压气机级进行数值模拟及流场分析。介绍了涡轮增压器压气机级建模及分析过程,分析了不同模拟方法对最终模拟结果的影响。结果表明,采用CFD数值模拟和流场分析的方法对压气机级性能进行预测是可行的,可以满足增压器多方案性能优化选型需求。     

车用发动机涡轮联合循环技术研究进展

以涡轮增压、涡轮复合、涡轮组合3种联合循环技术为对象,分析了各自理论循环特点并指出：涡轮增压联合循环技术实现了底循环与顶部循环的初级联合,底循环用来加强顶部循环但不对外输出功率;涡轮复合联合循环技术实现了底循环与顶部循环的有机结合,底循环除用来完善顶部循环外还参与对外输出功率并达到了较高的能量利用效率;涡轮组合循环技术实现了底循环与顶部循环的组合运行,底循环与顶部循环之间实现了模块化组合运行,使动力输出模式可按车辆的需求而变化。总结了各项技术的最新研究成果并对车用发动机联合循环技术的发展方向进行了展望。     

车用涡轮增压器蜗壳内三维流场模拟分析

建立了盖瑞特TB25型涡轮增压器蜗壳内部流道几何模型,并使用三维CFD软件AVL Fire对此模型的可压缩、粘性三维流场进行了数值模拟。分析表明,在进气蜗壳的拐角处速度有明显的降低,且局部产生旋涡。对此处进行了修改,并重新分析了涡轮内部的流动情况。结果是,该处的速度等值线分布均匀,没有出现速度明显降低的情况,且较之修改前总-静效率提高了0.12%。     

车用汽油机涡轮增压的新进展

本文主要论述车用汽油机涡轮增压技术的新进展,其中包括增压器本身以及DOHC,电控汽油喷射和增压系统等方面的一些进展情况。     

车用散热器空气流动阻力预测研究

首先建立了管片式散热器模型.根据不同空气质量速度,分别采用层流模型和κ-ε湍流模型对其空气流动阻力进行了数值模拟,模拟结果与试验数据最大相对误差为8.24%.在此基础上,对标准状态下管带式散热器进行了空气流动阻力预测模拟,分别拟合出空气流动阻力和阻力系数随空气流速而变化的曲线.最后提出阻力修正公式,可以用来近似获得不同环境温度下或相似结构散热器的空气流动阻力.     

周向进气角对部分进气涡轮性能影响的数值研究

针对一种新型的部分进气可变截面涡轮增压器,采用数值研究方法对不同周向进气角涡轮的低速工况性能及内部流场进行了分析研究,掌握了部分进气涡轮的工作特性和内部流动损失机理,明确了周向进气角对涡轮效率和流量的影响程度,为实现增压器与不同类型发动机的匹配提供了依据。     

车用涡轮增压器失效分析

本文通过对两例国产车用涡轮增压器早期失效实例的分析,指出增压器转子轴断裂使其失效的原因是制造加工偏差,同时提出了避免这种失效的措施。