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。     

涡轮增压器柴油机使用四忌

一忌发动机起动后突然加大节气门开度。涡轮增压器在柴油机上的正常转速为7000～10000转／分。发动机起动后突然加大节气门开度，会使涡轮轴转速迅速上升，而此时机油压力并未达到使涡轮轴与浮动轴承之间形成压力润滑油膜，造成二者之间因干磨擦产生高温而烧损，严重时会使涡轮轴和浮动轴承烧结在一起，从而折断涡轮轴。正确的方法是：发动机起动后，应使其空载运行3～5分钟，直至机油压力和油温正常、水温有所上升时方可加载行驶。     

涡轮增压器轴承体传热计算方法研究

通过对涡轮增压器传热机理的研究,利用专业传热分析软件ESC建立了轴承体传热仿真分析的有限元计算模型,对轴承体分别进行了稳态、瞬态的温度场计算,找到了仿真计算中需要优化的输入参数。为验证该轴承体传热仿真计算方法的合理性及计算结果的准确性,对同型号的涡轮增压器进行了试验验证,结果表明,该仿真计算方法合理,计算结果可信。     

考虑浮环支承的涡轮增压器转子系统动力学行为研究

车用涡轮增压器作为一种高速旋转机械是由浮动轴承支承的。在高速高温工况下油膜的强非线性作用使转子系统在较大的转速范围内表现出复杂的动力学现象。本文利用双油膜短轴承模型结合涡轮增压器转子离散化模型进行建模和数值仿真,分别从浮环转速比、特征频谱、油膜偏心率三个方面比较分析来描述涡轮增压器全浮动轴承支承的转子系统的失稳特征。     

可调涡轮增压器与柴油机匹配试验研究

对Ｊ６１１０Ｚ型柴油机匹配套式移动结构可调涡轮增压器进行了台架试验研究，试验中，在调节涡轮截面时没有进行相应的油量调节，而重点对柴油机各种工况下ＶＧＴ－７０型增压器的性能进行了研究分析。     

涡轮增压器与柴油机匹配仿真研究

利用计算结合软件模拟方法研究增压匹配,实现增压器选型。以某增压柴油机二次开发为例,在更高的性能指标要求下,通过计算初选了3款新的增压器。用GT-Power建立增压柴油机模型,标定模型保证其准确性,通过模拟匹配计算最终选定一款,并对其进行了性能预测,结果表明所选增压器达到了开发要求。     

废气涡轮增压器与机械增压器的比较

与涡轮增压器相比,机械增压器具有更好的响应特性,因此它改善了发动机的低速扭矩特性,提高了汽车的加速性。这使被冷落多年的机械增压器在汽车上会有更多的应用,尤其是在最新型式的机械增压器克服了以前存在的问题以后。本文对涡轮增压器与机械增压器的优缺点进行了分析比较,指出了两种增压器可能改进的方向。     

车用涡轮增压器的轴密封与轴承

介绍了当今日本汽车用涡轮增压器压气机叶轮和涡轮的轴密封，论述了车用涡轮增压器使用的浮动轴承和滚动轴承的最新技术动向。     

涡轮增压器叶轮动平衡与轴承设计

汽车用涡轮增压器的使用寿命的提高，是生产制造和使用者最关心的问题，其叶轮动平衡的精度和支承结构是影响使用的重要因素，作者分析了叶轮动平衡的影响因素，提出了叶轮动平衡的方法，并对叶轮支承结构和轴承提出了设计改进方案。     

柴油机缸内冷却液流动的数值模拟

利用三维CAD软件Pro/E对6缸柴油机冷却水套建立模型,然后对其进行网格划分,用CFD商用软件Fluent进行模拟计算,得到整机冷却水套内冷却液速度分布、压力损失以及各缸流量分布等信息,计算结果用于指导冷却水套结构的优化设计。     

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。     

高原环境下柴油机冷却系统性能仿真

利用GT-suite软件建立了柴油机工作过程模型和冷却系统模型并进行直接耦合,通过高原模拟台架试验验证了模型的正确性,进而研究了不同海拔外特性工况下柴油机及其冷却系统性能的变化规律。结果表明:海拔每升高1 000m,柴油机出口水温平均升高5.01%,散热量平均减小6.25%,风扇质量流量平均减小11.20%,柴油机功率平均减小3.55%,燃油消耗率平均增加4.67%;该装甲车辆在海拔1 000~2 600 m低转速区和海拔2 600m以上必须降负荷或者提高冷却系统散热能力后使用。最后以柴油机出口水温不超过报警值为目标,计算得到了柴油机最大允许负荷和风扇最小体积流量增幅MAP图,为高原环境下柴油机及其冷却系统匹配和改进提供了参考。     

柴油机进气流动的数值模拟

利用CFD软件对载重车用4气门6缸直喷水冷柴油机进气系统进行三维气体流动数值模拟计算,模拟结果给出了气道及气缸内三维流场的分布。从流场切面图可看出,切向气道和螺旋气道的气流之间存在着相互作用,这种作用有利于形成较大的进气湍流;在进气结束时,发现除了涡流以外还存在纵向的涡,在随后的压缩行程中,这些涡在高速转动的同时能量不断耗散,并将能量传递给周围流场,诱导出一个反方向的纵涡;最后给出了TKE(湍流动能)随曲轴转角的变化图。     

2.0L柴油机用JK48可调喷嘴涡轮增压器的设计研究

根据2.0L增压柴油机参数要求,设计了JK48可调喷嘴涡轮增压器,利用Numeca软件对设计的JK48可调喷嘴涡轮增压器进行了计算分析,进行了JK48可调喷嘴涡轮增压器与发动机的性能匹配试验,将其结果与原机的试验结果进行了比较,研究结果表明,JK48可调涡轮增压器可以满足发动机的性能要求.     

柴油机均质混合气制备过程的数值模拟

针对复合式进排气系统燃油喷射混合新技术,对均质压燃(HCCI)柴油机的均质混合气制备过程进行了数值分析。建立了研究对象的物理模型和空气—燃油雾化混合的数学模型,对HCCI柴油机混合气形成过程特点与相关参数进行了详细的数值计算,并对复合式进排气系统内柴油喷雾蒸发和混合气形成过程以及影响因素进行了分析。数值研究表明,提出的复合进排气系统燃油喷射混合气制备技术能有效形成较均匀的预混合气,对进一步开发HCCI柴油机具有指导意义。     

基于耦合仿真的柴油机冷却系统自行加温过程研究

针对目前柴油机及其冷却系统数值仿真中存在的分开建模无法对柴油机自行加温过程模拟的问题,建立了某柴油机及其冷却系统全耦合仿真模型,实现了对柴油机冷却系统自行加温过程的数值模拟。计算结果表明,该柴油机冷却系统自行加温过程中机油温度上升较冷却水快。油、水温度均达到40℃时,冷却系统加温时间需要575 s,自行加温过程中,水泵消耗的功率最小为0.594 kW,最大效率为34.8%。通过该机热平衡试验,验证了仿真模型的准确性。     

YZ4108ZLQ柴油机冷却水套的数值模拟

利用三维实体造型软件PRO/E建立模型,用FLUENT软件对YZ4108ZLQ柴油机2气门方案和4气门方案的冷却水套进行模拟分析,得出了两者整个冷却水套中的流场,并分析比较两种方案各自的流动特点以及差异,计算结果为指导冷却系统结构改进提供了信息。     

柴油废气重整柴油机工作过程数值模拟

柴油机的主要排放污染物是碳烟和NOx,柴油重整废气再循环（REGR）可降低NOx和碳烟排放。文章利用三维CFD软件FLUENT,模拟计算并对比分析了ZS195柴油机在原机和柴油废气重整2种情况下的气缸内部燃烧压力、温度、O2浓度、NOx浓度和碳烟浓度。结果表明：柴油废气重整后的气缸内部平均压力和平均温度升高,但是最高温度降低;气缸内部O2浓度降低;NOx排放和碳烟排放同时降低。     

可变喷嘴涡轮增压器与发动机的匹配分析

通过可变喷嘴涡轮增压器与发动机的匹配试验测得增压压力和排气压力值,结合发动机的结构参数,计算了发动机的流通特性,建立了可变喷嘴增压器与发动机的联合工作曲线。对联合工作曲线的分析表明设计的可变喷嘴涡轮增压器与发动机匹配良好,不会出现喘振和阻塞。