可變幾何排氣系統(tǒng)與渦輪增壓器的優(yōu)化設計.pdf

1、內燃機增壓技術近年來一直是內燃機領域的關鍵技術之一，對提高內燃機的性能、節(jié)能減排起到了重要作用。常規(guī)固定截面渦輪增壓器存在的有效運行區(qū)間過窄、增壓壓力不可調的缺點以及由此帶來的問題也越來越突出?？勺兘孛嬖鰤杭夹g是國內外公認的一項有效的解決措施，得到了一定的應用。目前可變截面增壓技術在車用發(fā)動機上應用比較廣泛，而在船用發(fā)動機上應用較少。本文進行了關于船用柴油機上的可變截面增壓器的優(yōu)化研究。
　　本文采用了一種新型的可變截面渦輪增壓器

2、，該增壓器具有雙層流道，總共有4個流道，而且該增壓器采用的是部分周向進氣結構。在發(fā)動機低速工況下，渦輪的進氣調節(jié)閥門關閉，蝸殼只有內流道開放，縮減了蝸殼流通面積，提高了渦輪的進口壓力和有用功，增壓壓力提高;在發(fā)動機中高速工況下，閥門根據發(fā)動機的不同性能要求進行開度調節(jié)，改變流通面積，實現與發(fā)動機全工況的良好匹配。然后利用ANSYSCFX商業(yè)CFD軟件對這種新型的可變截面渦輪增壓器進行了數值模擬，對不同結構的方案進行了對比分析。
　

3、　首先對新型渦輪增壓器的閥門的位置進行了研究，對兩種結構的模型進行了對比分析。通過分析表明閥門上置式結構方案的渦輪效率和渦輪功率均比閥門下置式結構方案的高，閥門上置式方案要優(yōu)于閥門下置式方案。第二，進行了不同蝸殼零截面面積的對比分析，通過對比分析發(fā)現蝸殼零截面面積最小的渦輪效率最高，輸出功率最大，為相對最佳結構。第三，進行了蝸殼不同周向進氣角度的對比分析，分析表明部分周向進氣角度蝸殼內流道為210°的方案渦輪效率最高，渦輪輸出功率最大，