【摘要】：內(nèi)燃機節(jié)能減排是當(dāng)今社會熱點之一，而渦輪增壓已成為其重要技術(shù)措施。隨著渦輪增壓壓比的提高以及發(fā)動機運行范圍的拓寬，壓氣機需要具備更加寬廣的穩(wěn)定工作范圍以及更高的效率。壓氣機的擴穩(wěn)增效成為渦輪增壓研究的重點和難點。本文對離心壓氣機彎葉型及其與機匣處理的耦合擴穩(wěn)增效機理進行了研究。研究中實驗與仿真相結(jié)合，實驗研究探明彎對壓氣機性能曲線的影響，得到實驗驗證的仿真則對其影響機理進行具體分析。本文得到如下結(jié)論。 彎葉型對壓氣機高轉(zhuǎn)速時的MAP圖影響顯著。負彎使得MAP圖低轉(zhuǎn)速時保持不變，高轉(zhuǎn)速時向左偏移。在設(shè)計轉(zhuǎn)速下負彎2mm增大了壓氣機喉口截面積，提高堵塞流量4.1%；惡化喘振工況二次流，增大喘振流量3.9%。彎對流量范圍影響不大。近喘振工況下，近吸力面向葉頂遷移的二次流動能較小，負彎在葉片前緣頂部形成鞍點，并與逆流作用在壓力面形成分離泡。葉尖分離加劇了葉頂?shù)湍芰黧w的堆積。正彎對此分離泡有削弱作用，改善了流場，從而使喘振流量減小。 在設(shè)計轉(zhuǎn)速下，負彎2mm將最高效率提高3.8%，正彎4mm將其降低2.0%。葉頂?shù)湍芰黧w構(gòu)成了壓氣機流動損失的主要部分，而吸力面和壓力面向葉頂遷移的二次流是葉頂?shù)湍芰黧w的主要來源。在最高效率點，彎主要影響到吸力面二次流。近吸力面向葉頂遷移的二次流在最高效率點時動能較大，負彎在吸力面中部形成鞍點，使得吸力面邊界層內(nèi)低能流體在葉中處分離，阻止了葉片前半部低能流體向葉頂?shù)倪w移，從而減小了壓氣機損失。 自循環(huán)機匣處理是離心壓氣機擴穩(wěn)行之有效并經(jīng)常使用的技術(shù)措施，本文對彎與機匣處理的相互作用進行了研究。機匣處理與彎影響堵塞流量的機理相對獨立，但機匣處理削弱了彎對壓氣機喘振流量的影響。負彎2mm堵塞流量仍增加3.95%，喘振流量僅增加1.97%。加入機匣處理后，機匣處理在葉頂引入射流，阻斷了近吸力面二次流的向上遷移，負彎吸力面鞍點下移，在近設(shè)計工況中利用鞍點來阻止葉根低能流體向葉頂遷移的作用得以恢復(fù)，減少了葉頂?shù)湍芰黧w的來源。機匣處理與負彎2mm耦合，使得設(shè)計轉(zhuǎn)速下壓氣機穩(wěn)定工作范圍提高3.34%。利用性能改進的彎葉型壓氣機，渦輪增壓發(fā)動機額定點功率提高3.7%。
【圖文】：

各行業(yè)石油消耗量（萬噸）及交通運輸業(yè)消耗石油[2]在 2012 年發(fā)布的最新報告，在全球的 CO2耗的 CO2占比達到 22%左右，其中道路交通燃機是絕大部分道路交通工具和工程機械的動我國能源安全還是對人類生存環(huán)境都有極為農(nóng)、林、牧、漁交通運輸建筑業(yè)工 業(yè)交通運輸占比

濟性區(qū)域向常用工況移動，從而提高了發(fā)動機的經(jīng)濟性能（圖 1.4）。此外，增壓發(fā)動機通過提高進氣壓力而使得泵氣功由負轉(zhuǎn)為正，，通過提高升功率而減小摩擦損失的占比，也是增壓發(fā)動機經(jīng)濟排放性能提高的重要原因[8（a）大排量自然吸氣發(fā)動機性能 （b）小排量增壓發(fā)動機性能圖1. 4 增壓縮小排量對發(fā)動機性能的影響
【學(xué)位授予單位】：清華大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：TH452

【參考文獻】

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本文編號：2564325