雙螺桿機械增壓器流動特性數(shù)值分析.pdf

1、我國城市交通車速經(jīng)常處于中低速范圍,怠速時間長,發(fā)動機工況交替頻繁,雙螺桿機械增壓器優(yōu)良的低速扭矩特性和良好的瞬態(tài)響應性,使其具有巨大的市場潛力。因此,雙螺桿機械增壓器成為增壓技術的研究熱點。
　　雙螺桿機械增壓器存在回流沖擊、排氣壓力脈動、泄漏和流動損失等問題,它們嚴重地影響了增壓器的性能,因而,需要對雙螺桿增壓器流動特性進行分析。雙螺桿機械增壓器流動特性很難用理論和試驗獲得,而CFD方法在實際工程領域的應用日益成熟,可以很方便

2、地應用于雙螺桿機械增壓器流動特性的分析。因此,本文針對雙螺桿機械增壓器存在的泄漏等問題,采用CFD方法對增壓器流動特性進行三維非穩(wěn)態(tài)數(shù)值模擬分析。
　　本文采用八套雙螺桿增壓器初始網(wǎng)格模型,應用FLUENT軟件動網(wǎng)格模型,配合FLUENT軟件命令流文件進行非穩(wěn)態(tài)多工況數(shù)值模擬,實現(xiàn)了雙螺桿機械增壓器三維非穩(wěn)態(tài)流動特性數(shù)值模擬。通過對模擬計算結果分析可知,增壓器流場整體分布呈現(xiàn)一定規(guī)律,從吸氣孔口到排氣孔口,壓力場和溫度場分布呈增加

3、趨勢。通過引入不均勻度的概念,對排氣壓力脈動曲線進行分析可以得到,在不同轉速和壓比下,排氣壓力都以相同的轉子轉角為周期,而且轉子轉速越高,脈動頻率越高。處于排氣過程的齒間容積內(nèi)氣體壓力低于或高于排氣背壓,都會在排氣孔口處和齒間容積內(nèi)形成回流沖擊,其中排氣孔口處的渦流的大小直接影響著排氣壓力脈動的劇烈程度。合適的增壓比和轉子轉速,對排氣壓力脈動具有重要影響。
　　雙螺桿增壓器內(nèi)部間隙是其安全運行的必備條件之一,同時也是影響增壓器流量

4、和絕熱效率的重要因素。由于各個齒間容積間存在壓力差,氣體在壓差作用下通過間隙泄漏,造成流量降低,同時使齒間容積內(nèi)的流場分布復雜化,形成渦流。通過對增壓器流動特性分析發(fā)現(xiàn),因泄漏而形成的渦流,是增壓器流動損失的主要組成部分。因此,雙螺桿增壓器的內(nèi)部間隙,包括陰陽轉子嚙合間隙、轉子齒頂與增壓器殼體內(nèi)壁間隙和轉子端面與排氣端面間隙,以及進氣容腔,嚴重影響著增壓器的流量和絕熱效率。
　　通過對雙螺桿增壓器特性曲線分析得到,當轉速一定時,隨