機械增壓離心壓氣機內(nèi)部流動特性分析及參數(shù)匹配.pdf

1、增壓技術(shù)不僅推動了內(nèi)燃機技術(shù)的發(fā)展，同樣也是改善燃燒過程、提高燃油經(jīng)濟性、降低排放污染物，滿足日益嚴格的排放法規(guī)的有效手段。增壓技術(shù)彌補了自然吸氣發(fā)動機的不足，在保證同樣動力的情況下減小發(fā)動機的排量，減少能量的消耗，提高發(fā)動機效率。作為增壓器中的核心部件之一，離心壓氣機的優(yōu)劣直接影響著增壓器的工作性能。自增壓器問世以來，國內(nèi)外學(xué)者已經(jīng)對離心壓氣機進行了大量的實驗研究和數(shù)值分析，并得出一些寶貴的結(jié)論，推動著增壓技術(shù)的發(fā)展。中國對汽車增壓的

2、研究和開發(fā)始于上個世紀(jì)80年代，技術(shù)上遠遠落后于國際平均水平，對離心壓氣機內(nèi)部流動機理的研究也相對較少，這也影響了中國增壓技術(shù)的發(fā)展和進步。在此前提下，本課題對高轉(zhuǎn)速、高負荷小型機械增壓器中離心壓氣機流動特性及機理進行了詳細的分析研究，主要內(nèi)容如下：
　　1.以數(shù)值分析的方法對離心壓氣機葉輪流道中氣體的流動進行分析，探討了畸變流動的具體形式以及產(chǎn)生機制，發(fā)現(xiàn)在靠近機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.對不同后彎角所對應(yīng)的離心壓氣機進行了性能研究和內(nèi)部流動特性分析。研究了在有頂隙和無頂隙的情況下，后彎角變化對壓氣機性能的影響。對葉輪入口位置主葉片前緣處激波的產(chǎn)生和發(fā)展以及流道中流動分離對葉輪流道中主流的影響進行了詳細的分析，得出在高轉(zhuǎn)速離心壓氣機中葉片后彎角的不同對壓氣機性能造成的影響。對比分析不同后彎角情況下，葉輪流道中流動狀態(tài)，得出后彎角改變不僅會對下游的流動狀態(tài)造成影響，對入口處的來流以

4、及前緣位置激波的產(chǎn)生也會帶來改變。在帶有頂隙的情況下，研究了后彎角和葉尖泄露同時作用對離心壓氣機性能以及流動特性的影響。進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主流的干擾，以及比較不同葉尖頂隙帶來的泄漏損失。
　　3.在數(shù)值分析的基礎(chǔ)上，采用數(shù)據(jù)統(tǒng)計中回歸分析的方法，對后彎角和增壓比的關(guān)系進行定量分析。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樣本進行處理，探討后彎角和增