渦輪增壓器已經成為燃油車輛的一項核心技術。氣動力是影響渦輪增壓器穩(wěn)定性、效率、可靠性的重要影響因素之一,其形成機制是目前渦輪增壓器研究領域的重點和難點。本文研究渦輪增壓器的內部流動機理以及發(fā)動機不同工況對渦輪增壓器氣動力的影響。本文采用GT-power建立某發(fā)動機一維模型,通過仿真獲得發(fā)動機穩(wěn)態(tài)與非穩(wěn)態(tài)不同工況下的渦輪增壓器進出口參數。以該參數作為三維計算邊界條件,通過CFX進行渦輪增壓器三維流動數值仿真,對增壓器內部流動與氣動力進行研究,得到如下規(guī)律:由于渦旋的產生抑制了哥氏力的作用,導致非穩(wěn)態(tài)條件下壓氣機葉片壓力分布與穩(wěn)態(tài)條件下不同;通過分析子午面流線發(fā)現,渦旋強度只在徑向方向存在變化;穩(wěn)態(tài)條件下機匣極限流線在葉片頂端有再附線;非穩(wěn)態(tài)時機匣極限流線有明顯的分界線,高負荷時入口處存在反向旋轉流。在不同工況下,穩(wěn)態(tài)計算得到的渦輪內部壓力分布與非穩(wěn)態(tài)時分布差異不大。渦輪增壓器軸向力主要由輪背力、葉片力、輪轂力組成。由于渦旋的產生抑制了哥氏力的作用,非穩(wěn)態(tài)條件下得到的葉片力在數值和變化趨勢上,均與穩(wěn)態(tài)條件的葉片力存在較大差異。非穩(wěn)態(tài)條件下,葉片軸向壓力不平衡導致葉片力的變化趨勢出現波動;輪... 

【文章來源】：中北大學山西省

【文章頁數】：72 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 渦輪增壓器技術
        1.2.1 渦輪增壓器的優(yōu)勢
        1.2.2 渦輪增壓器的主要失效形式
        1.2.3 渦輪增壓器的發(fā)展
        1.2.4 渦輪增壓器非穩(wěn)態(tài)研究現狀
            1.2.4.1 國外非穩(wěn)態(tài)研究現狀
            1.2.4.2 國內非穩(wěn)態(tài)研究現狀
    1.3 本文中主要進行的研究工作
第二章 數值計算理論基礎
    2.1 引言
    2.2 流體動力學控制方程
        2.2.1 連續(xù)方程
        2.2.2 動量方程
        2.2.3 能量守恒方程
    2.3 湍流模型
    2.4 控制方程離散化方法
        2.4.1 有限差分法
        2.4.2 有限元法
        2.4.3 有限體積法
    2.5 本章小結
第三章 仿真模型的建立及驗證
    3.1 引言
    3.2 一維穩(wěn)態(tài)模型的建立
        3.2.1 噴油器模型
        3.2.2 氣缸模型
        3.2.3 渦輪增壓器
        3.2.4 穩(wěn)態(tài)模型的建立
    3.3 一維模型正確性驗證
    3.4 非穩(wěn)態(tài)計算模型
    3.5 三維模型的建立
        3.5.1 渦輪增壓器三維計算網格
        3.5.2 三維計算邊界條件
        3.5.3 三維模型正確性驗證
    3.6 本章小節(jié)
第四章 不同工況下渦輪增壓器的流場分析
    4.1 引言
    4.2 葉片壓力
        4.2.1 壓氣機葉片壓力分布
            4.2.1.1 變轉速工況壓力分布
            4.2.1.2 變負荷工況壓力分布
        4.2.2 渦輪葉片壓力分布
            4.2.2.1 變轉速工況壓力分布
            4.2.2.2 變負荷工況壓力分布
    4.3 渦輪增壓器子午面流線分布
        4.3.1 壓氣機子午面流線
        4.3.2 渦輪子午面流線
    4.4 機匣極限流線
        4.4.1 壓氣機機匣極限流線
        4.4.2 渦輪機匣極限流線
    4.5 本章小結
第五章 渦輪增壓器的軸向氣動力研究
    5.1 引言
    5.2 輪背軸向力
        5.2.1 壓氣機輪背軸向力
            5.2.1.1 穩(wěn)態(tài)輪背軸向力
            5.2.1.2 非穩(wěn)態(tài)輪背軸向力
        5.2.2 渦輪輪背軸向力
            5.2.2.1 穩(wěn)態(tài)輪背軸向力
            5.2.2.2 非穩(wěn)態(tài)輪背軸向力
    5.3 葉片軸向力
        5.3.1 壓氣機葉片軸向力
            5.3.1.1 穩(wěn)態(tài)葉片軸向力
            5.3.1.2 非穩(wěn)態(tài)葉片軸向力
        5.3.2 渦輪葉片軸向力
            5.3.2.1 穩(wěn)態(tài)葉片軸向力
            5.3.2.2 非穩(wěn)態(tài)葉片軸向力
    5.4 輪轂軸向力
        5.4.1 壓氣機輪轂軸向力
            5.4.1.1 穩(wěn)態(tài)輪轂軸向力
            5.4.1.2 非穩(wěn)態(tài)輪轂軸向力
        5.4.2 渦輪輪轂軸向力
            5.4.2.1 穩(wěn)態(tài)輪轂軸向力
            5.4.2.2 非穩(wěn)態(tài)輪轂軸向力
    5.5 軸向力合力
    5.6 本章小結
第六章 結論與展望
    6.1 全文總結
    6.2 研究展望
參考文獻
攻讀碩士期間發(fā)表的論文及所獲得的研究成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3056813