機(jī)械增壓離心壓氣機(jī)內(nèi)部流動(dòng)特性分析及參數(shù)匹配.pdf

1、增壓技術(shù)不僅推動(dòng)了內(nèi)燃機(jī)技術(shù)的發(fā)展，同樣也是改善燃燒過(guò)程、提高燃油經(jīng)濟(jì)性、降低排放污染物，滿足日益嚴(yán)格的排放法規(guī)的有效手段。增壓技術(shù)彌補(bǔ)了自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)的不足，在保證同樣動(dòng)力的情況下減小發(fā)動(dòng)機(jī)的排量，減少能量的消耗，提高發(fā)動(dòng)機(jī)效率。作為增壓器中的核心部件之一，離心壓氣機(jī)的優(yōu)劣直接影響著增壓器的工作性能。自增壓器問世以來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者已經(jīng)對(duì)離心壓氣機(jī)進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)研究和數(shù)值分析，并得出一些寶貴的結(jié)論，推動(dòng)著增壓技術(shù)的發(fā)展。中國(guó)對(duì)汽車增壓的

2、研究和開發(fā)始于上個(gè)世紀(jì)80年代，技術(shù)上遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于國(guó)際平均水平，對(duì)離心壓氣機(jī)內(nèi)部流動(dòng)機(jī)理的研究也相對(duì)較少，這也影響了中國(guó)增壓技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。在此前提下，本課題對(duì)高轉(zhuǎn)速、高負(fù)荷小型機(jī)械增壓器中離心壓氣機(jī)流動(dòng)特性及機(jī)理進(jìn)行了詳細(xì)的分析研究，主要內(nèi)容如下：
　　1.以數(shù)值分析的方法對(duì)離心壓氣機(jī)葉輪流道中氣體的流動(dòng)進(jìn)行分析，探討了畸變流動(dòng)的具體形式以及產(chǎn)生機(jī)制，發(fā)現(xiàn)在靠近機(jī)匣的位置有小面積的低速區(qū)，并在葉尖頂部出現(xiàn)高速畸變流，并從葉輪葉片

3、吸力面的位置向壓力面發(fā)展。
　　2.對(duì)不同后彎角所對(duì)應(yīng)的離心壓氣機(jī)進(jìn)行了性能研究和內(nèi)部流動(dòng)特性分析。研究了在有頂隙和無(wú)頂隙的情況下，后彎角變化對(duì)壓氣機(jī)性能的影響。對(duì)葉輪入口位置主葉片前緣處激波的產(chǎn)生和發(fā)展以及流道中流動(dòng)分離對(duì)葉輪流道中主流的影響進(jìn)行了詳細(xì)的分析，得出在高轉(zhuǎn)速離心壓氣機(jī)中葉片后彎角的不同對(duì)壓氣機(jī)性能造成的影響。對(duì)比分析不同后彎角情況下，葉輪流道中流動(dòng)狀態(tài)，得出后彎角改變不僅會(huì)對(duì)下游的流動(dòng)狀態(tài)造成影響，對(duì)入口處的來(lái)流以

4、及前緣位置激波的產(chǎn)生也會(huì)帶來(lái)改變。在帶有頂隙的情況下，研究了后彎角和葉尖泄露同時(shí)作用對(duì)離心壓氣機(jī)性能以及流動(dòng)特性的影響。進(jìn)一步研究在不同恒定頂隙的情況下，葉尖頂隙泄漏與激波的相互作用對(duì)主流的干擾，以及比較不同葉尖頂隙帶來(lái)的泄漏損失。
　　3.在數(shù)值分析的基礎(chǔ)上，采用數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)中回歸分析的方法，對(duì)后彎角和增壓比的關(guān)系進(jìn)行定量分析。將數(shù)值分析得到的不同后彎角和增壓比的數(shù)據(jù)作為樣本，用線性回歸和曲線擬合的方法對(duì)樣本進(jìn)行處理，探討后彎角和增