車用渦輪增壓器空氣壓縮機流場的數(shù)值模擬研究.pdf

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

2、學(xué)者認(rèn)為，各部件之間相互耦合作用對壓氣機性能產(chǎn)生的影響也是不能忽略的。本研究基于此點出發(fā)，對壓氣機進(jìn)行了數(shù)值模擬研究，并對未來壓氣機的研發(fā)提供一定的借鑒意義。
　　本文以某型號的渦輪增壓器離心壓縮機為研究原型，首先考慮了擴(kuò)壓器與蝸殼的耦合作用對壓氣機性能的影響，從擴(kuò)壓器出口相對于蝸殼位置的角度入手，建立兩種壓氣機模型，對這兩種壓氣機的流場和聲場進(jìn)行全流道數(shù)值模擬，并對內(nèi)流特性進(jìn)行對比分析。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，非內(nèi)嵌式壓氣機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，在大流量時其性能則要高于非內(nèi)嵌式；壓氣機噪聲都表現(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，整機表面最大聲功率比內(nèi)嵌式壓氣機低4.936dB。
　　同時考慮到轉(zhuǎn)子部分對壓氣機性能影響較大，遂參考轉(zhuǎn)子葉片的設(shè)計參數(shù)，通過改變轉(zhuǎn)子葉片出口角度，對具