雙螺桿機(jī)械增壓器流動(dòng)特性數(shù)值分析.pdf

1、我國(guó)城市交通車速經(jīng)常處于中低速范圍,怠速時(shí)間長(zhǎng),發(fā)動(dòng)機(jī)工況交替頻繁,雙螺桿機(jī)械增壓器優(yōu)良的低速扭矩特性和良好的瞬態(tài)響應(yīng)性,使其具有巨大的市場(chǎng)潛力。因此,雙螺桿機(jī)械增壓器成為增壓技術(shù)的研究熱點(diǎn)。
　　雙螺桿機(jī)械增壓器存在回流沖擊、排氣壓力脈動(dòng)、泄漏和流動(dòng)損失等問(wèn)題,它們嚴(yán)重地影響了增壓器的性能,因而,需要對(duì)雙螺桿增壓器流動(dòng)特性進(jìn)行分析。雙螺桿機(jī)械增壓器流動(dòng)特性很難用理論和試驗(yàn)獲得,而CFD方法在實(shí)際工程領(lǐng)域的應(yīng)用日益成熟,可以很方便

2、地應(yīng)用于雙螺桿機(jī)械增壓器流動(dòng)特性的分析。因此,本文針對(duì)雙螺桿機(jī)械增壓器存在的泄漏等問(wèn)題,采用CFD方法對(duì)增壓器流動(dòng)特性進(jìn)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(yīng)用FLUENT軟件動(dòng)網(wǎng)格模型,配合FLUENT軟件命令流文件進(jìn)行非穩(wěn)態(tài)多工況數(shù)值模擬,實(shí)現(xiàn)了雙螺桿機(jī)械增壓器三維非穩(wěn)態(tài)流動(dòng)特性數(shù)值模擬。通過(guò)對(duì)模擬計(jì)算結(jié)果分析可知,增壓器流場(chǎng)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(chǎng)和溫度場(chǎng)分布呈增加

3、趨勢(shì)。通過(guò)引入不均勻度的概念,對(duì)排氣壓力脈動(dòng)曲線進(jìn)行分析可以得到,在不同轉(zhuǎn)速和壓比下,排氣壓力都以相同的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角為周期,而且轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速越高,脈動(dòng)頻率越高。處于排氣過(guò)程的齒間容積內(nèi)氣體壓力低于或高于排氣背壓,都會(huì)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(dòng)的劇烈程度。合適的增壓比和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速,對(duì)排氣壓力脈動(dòng)具有重要影響。
　　雙螺桿增壓器內(nèi)部間隙是其安全運(yùn)行的必備條件之一,同時(shí)也是影響增壓器流量

4、和絕熱效率的重要因素。由于各個(gè)齒間容積間存在壓力差,氣體在壓差作用下通過(guò)間隙泄漏,造成流量降低,同時(shí)使齒間容積內(nèi)的流場(chǎng)分布復(fù)雜化,形成渦流。通過(guò)對(duì)增壓器流動(dòng)特性分析發(fā)現(xiàn),因泄漏而形成的渦流,是增壓器流動(dòng)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(yáng)轉(zhuǎn)子嚙合間隙、轉(zhuǎn)子齒頂與增壓器殼體內(nèi)壁間隙和轉(zhuǎn)子端面與排氣端面間隙,以及進(jìn)氣容腔,嚴(yán)重影響著增壓器的流量和絕熱效率。
　　通過(guò)對(duì)雙螺桿增壓器特性曲線分析得到,當(dāng)轉(zhuǎn)速一定時(shí),隨