涡轮增压器压气机的气动噪声源特性研究

基于雷诺平均纳维-斯托克斯方程与Realizableκ-ε双方程湍流模型,利用CFD软件建立了某大型涡轮增压器离心式压气机内部气体的可压缩流动仿真模型。分析了不同工况下压气机内部气流的速度、压力等流动特性,利用宽带噪声模型对压气机进行了气动噪声源数值研究。结果表明,叶轮区域是压气机的主要气动噪声源;压气机内扰动强度和叶轮转速是气动噪声声功率的主要影响因素;宽带噪声与湍流强度的分布趋势一致。研究结果对分析压气机的气动噪声源产生机理及其控制具有参考价值。     

涡轮增压器压气机性能分析

利用计算流体力学( CFD)对涡轮增压器的压气机叶轮及蜗壳的组合性能进行了模拟计算,得到了其在各转速下的效率及压比特性曲线.将这些特性曲线值与实验值进行对比后,详细分析了两者之间所存在的偏差以及引起该偏差的可能原因.然后对压气机叶轮内部的流场进行了详细分析,指出了引起流道效率损失的原因及今后优化方向.在此基础上初步分析...     

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。     

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。     

涡轮增压器压气机泄压阀泄气噪声优化

为优化某自动挡车型在急加速急收油门工况下涡轮增压器压气机泄气噪声问题,对泄压阀工作原理进行研究,并通过NVH测试设备采集问题工况下的噪声数据并进行分析,确认噪声为压气机泄压阀泄压过程中高压气体快速通过放气旁通流道时产生的气流声。然后,制定了缩短泄压阀行程及节气门缓关标定的优化方案,并制作样件和更新标定程序,搭载整车进行验证。结果显示:缩短泄压阀行程及节气门缓关标定的优化方案能有效改善压气机泄气噪声的问题。     

汽车涡轮增压器压气机噪声的定常流动研究

研究涡轮增压器噪声的产生和传播机理是一项具有挑战性的工作,极具科研和工程应用价值。在增压器设计阶段,稳定和快速的定常流动仿真,辅以声学类比法可以作为快速评估增压器噪声问题的重要手段,同时这也为后续进行非定常流动仿真打好基础。     

基于DoE的涡轮增压器压气机优化方法的比较

为实现涡轮增压器压气机的全工况性能优化,提出了类MAP全工况优化方法,将优化工况点均匀分布在压气机低中高这3个特征转速上,通过对有限个特征工况点的优化实现压气机全工况性能可控。为证明类MAP压气机优化方法的必要性和有效性,以某压气机作为优化实例,同时应用传统的单工况和单一转速多工况优化方法,与其作对比。首先根据压气机优化流程,分别从优化工况点、优化目标、优化方案、近似模型以及多目标寻优这5个方面阐释类MAP全工况优化方法的差异与优势。然后将不同优化方法和方案应用于具体实例,由优化结果对比可知,类MAP优化方法可以实现对性能MAP上各工况点性能更高的控制度,通过各性能优化目标的设定和权重的分配,使各特征工况点性能朝着预想的方向调整,最终实现预期的全工况性能优化目标。最后,通过仿真计算和试验台架验证了类MAP全工况优化方法的可行性。     

涡轮增压器压气机喘振故障分析与排除

压气机喘振是由于压气机流量小于某一数值后，压气机出口压力发生激烈的周期性变化引起的，并且伴随有一种喘息的噪声。喘振严重时，涡轮增脏器转子将发生抖动，甚至导致叶片成轴承的损坏。[第一段]     

涡轮增压器压气机喘振故障的分析排除

压气机喘振是由于压气机流量小于某一数值后,压气机出口压力发生激烈的周期性变化引起的,并且伴随有一种喘息的噪声。喘振严重时,涡轮增压器转子将发生抖动,甚至导致叶片或轴承的损坏。涡轮增压发动机使用中为什么压气机会发生喘     

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。     

增压器涡轮性能试验与CFD计算方法的研究

建立了蜗壳与整周叶轮合并的增压器涡轮整机计算模型,在较少的网格数量下,用CFD方法对涡轮内部的流动进行了模拟,得到了涡轮的运行特性,如流量特性、转速特性、效率等。将计算结果与相同条件下的试验结果进行比较,可以看到计算结果基本符合增压器设计阶段性能考核的要求,具有工程化应用的意义。     

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。     

废气涡轮增压器用的新颖塑料压气机壳

内燃机增压系统自从在批量生产汽车上首次应用以来,在汽车工业中变得越来越重要,其中废气涡轮增压器占有特别重要的地位。当今几乎所有的柴油机都装用废气涡轮增压器,对提高柴油机动力装置的魅力及其被用户所认可起到了决定性的作用,而废气涡轮增压器在汽油机上的应用也越来越普遍。     

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。     

在涡轮增压器压气机和涡轮叶轮设计上空气动力学研究的最新进展

本文介绍三菱重工业有限公司(MHI)新研制的“G”系列压气机叶轮和涡轮叶轮。与以前设计相比,在流通能力相同时,新一代叶轮惯性较低,性能提高,尺寸减小。下面说明这种现代化的增压器叶轮设计特点及其在燃气试验台和发动机测功器上的性能改善情况。     

涡轮增压器气动轴向力的数值计算

应用计算流体动力学软件,以涡轮增压器自循环全工况性能试验为依据,计算了压气机级和涡轮级所承受的轴向力,并进一步对比了叶轮背盘有无篦齿的轴向力,分析了篦齿对轴向力的影响。研究表明:对于增压器自循环试验而言,大部分工况下涡轮增压器轴向力方向是由涡轮端指向压气机端,在低转速区某些工况,轴向力方向会反向;影响叶轮及涡轮表面压力大小及分布的因素,会对轴向力产生一定影响;由于齿腔对流体的动能有一定的耗散作用,影响了轮背壁面高速旋转所引起的气流速度和压力的径向分布,交错篦齿结构能够抵消部分蜗舌和压气机壳几何周向非均匀性对流动的影响,使轮背压力分布更为均匀。     

带废气调节阀的可变几何涡轮增压器性能试验研究

基于增压器性能试验台,对带废气调节阀的可变几何截面涡轮增压器(VGT)进行性能试验,得到不同VGT叶片开度的涡轮流通特性、废气调节阀调节特性及压气机流量特性曲线。结果表明,随着VGT叶片开度的增大,涡轮流通能力增大;废气调节阀在开启角度5°~15°调节时,涡轮增压器转速迅速下降,调节能力较强,但开启角度超过20°时转速基本不变,其调节能力达到极限;压气机最大折合流量达到0.31 kg/s,最高压比达到2.98,不同转速下的最高效率均在71%以上。     

增压器压气机密封性能模拟与试验研究

采用Numeca数值分析软件建立了某汽油机增压器压气机端流场网格模型,并计算出增压器在低速近堵塞工况下进口压力为负压时压气机性能曲线,对压气机流场分析发现,轮背压力沿径向方向逐渐降低,在轴中心位置附近达到最小值,而在周向方向则变化较小。此外,在不同的转速下,随着进气口负压程度的加大,在轮背建立起来的压力逐渐降低,当进气负压增加到某一值时,若轮背临近密封环处的压力在大气压力附近波动,压气机发生漏油的风险提高。为了验证压气机负压能力预测的准确性,在现有压气机性能测试试验台架上开展了压气机密封性能测试,结果发现,在50 000r/min时,增压器压气机在-6kPa开始发生漏油,50 000r/min转速下则在-12kPa发生漏油,模拟分析结果与试验结果存在一些差异,而后就可能存在的原因进行了分析,以完善分析方法,提高增压器产品性能预测能力。     

涡轮增压器混流涡轮的设计与试验

为改善高比转速下涡轮增压器的涡轮效率,Garrett Automotive Group设计、制造了一种试验型混流涡轮并进行了试验。从燃气试验台上获取了单、双通道无叶涡轮箱混流涡轮的稳定特性。对采用双通道涡轮箱的混流涡轮还在柴油机上做了试验。结果混流涡轮和发动机的性能均有明显的改善。