車用渦輪增壓器空氣壓縮機(jī)流場(chǎng)的數(shù)值模擬研究.pdf

1、隨著時(shí)代的變遷與進(jìn)步，廢氣渦輪增壓技術(shù)逐漸被重視并被廣泛應(yīng)用于各類車輛動(dòng)力系統(tǒng)中，以實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的高功率、大扭矩和低排放目標(biāo)。而離心壓氣機(jī)作為渦輪增壓系統(tǒng)的重要組成部件，其流動(dòng)性能的優(yōu)劣成為渦輪增壓技術(shù)的關(guān)鍵。因此，設(shè)計(jì)出兼具高壓、高效、低噪和體積小等優(yōu)點(diǎn)的離心壓氣機(jī)是當(dāng)務(wù)之急。離心壓氣機(jī)主要由進(jìn)氣道、旋轉(zhuǎn)葉輪、擴(kuò)壓器、蝸殼等部件組成，簡(jiǎn)單的機(jī)構(gòu)使得每一個(gè)部件結(jié)構(gòu)的變動(dòng)都會(huì)對(duì)壓氣機(jī)的性能產(chǎn)生至關(guān)重要的影響。但是，隨著研究的深入，越來(lái)越多的

2、學(xué)者認(rèn)為，各部件之間相互耦合作用對(duì)壓氣機(jī)性能產(chǎn)生的影響也是不能忽略的。本研究基于此點(diǎn)出發(fā)，對(duì)壓氣機(jī)進(jìn)行了數(shù)值模擬研究，并對(duì)未來(lái)壓氣機(jī)的研發(fā)提供一定的借鑒意義。
　　本文以某型號(hào)的渦輪增壓器離心壓縮機(jī)為研究原型，首先考慮了擴(kuò)壓器與蝸殼的耦合作用對(duì)壓氣機(jī)性能的影響，從擴(kuò)壓器出口相對(duì)于蝸殼位置的角度入手，建立兩種壓氣機(jī)模型，對(duì)這兩種壓氣機(jī)的流場(chǎng)和聲場(chǎng)進(jìn)行全流道數(shù)值模擬，并對(duì)內(nèi)流特性進(jìn)行對(duì)比分析。結(jié)果顯示，轉(zhuǎn)速越高，出口靜壓值越大，壓比越

3、大；在同一轉(zhuǎn)速工況下，小流量時(shí)，非內(nèi)嵌式壓氣機(jī)的整體性能要高于內(nèi)嵌式，隨著流量的增加，內(nèi)嵌式的整體性能逐步提高，在大流量時(shí)其性能則要高于非內(nèi)嵌式；壓氣機(jī)噪聲都表現(xiàn)為隨著轉(zhuǎn)速的增加而增大，隨著流量由小增大而先減小后增加；在設(shè)計(jì)工況下，非內(nèi)嵌式擴(kuò)壓器與蝸殼組合方式下的性能要優(yōu)于內(nèi)嵌式，整機(jī)表面最大聲功率比內(nèi)嵌式壓氣機(jī)低4.936dB。
　　同時(shí)考慮到轉(zhuǎn)子部分對(duì)壓氣機(jī)性能影響較大，遂參考轉(zhuǎn)子葉片的設(shè)計(jì)參數(shù)，通過(guò)改變轉(zhuǎn)子葉片出口角度，對(duì)具