在減少二氧化碳排放量和提升燃油效率的趨勢下,渦輪增壓器已經(jīng)成為大部分燃油發(fā)動機所必需的設備。應用廣泛的渦輪增壓器,其轉(zhuǎn)子是核心部件。對于高速旋轉(zhuǎn)渦輪增壓器轉(zhuǎn)子來說,穩(wěn)定運行是必須的也是非常重要的。由于渦輪增壓器的工作環(huán)境惡劣,發(fā)動機排出的高溫廢氣會把大量的熱量傳遞給渦輪葉輪,通過轉(zhuǎn)軸傳遞給壓氣機葉輪,然而壓氣機葉輪處于常溫環(huán)境中,從而使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生較大的溫度梯度。轉(zhuǎn)子整體是由多種材料組成,其材料屬性會隨著溫度的變化而改變,隨著轉(zhuǎn)速的增大進而影響轉(zhuǎn)子的動態(tài)特性,若長期運行,會引發(fā)轉(zhuǎn)子共振甚至轉(zhuǎn)子會破壞。因此了解溫度場作用下的轉(zhuǎn)子動態(tài)特性是非常必要的。根據(jù)渦輪增壓器轉(zhuǎn)子的實際結構和工作條件,構建了渦輪增壓器流場三維模型和轉(zhuǎn)子模型。以溫度場作用下轉(zhuǎn)子的動態(tài)特性和結構優(yōu)化研究為目的,建立了穩(wěn)態(tài)流場下的數(shù)學模型和轉(zhuǎn)子有限元模型。在CFX軟件中采用共軛傳熱法計算多工況的轉(zhuǎn)子溫度分布,并通過渦輪增壓器性能測試實驗來驗證傳熱數(shù)值模擬的可行性。將計算得到的轉(zhuǎn)子溫度分布數(shù)值以節(jié)點編號的形式導出,供后續(xù)轉(zhuǎn)子有限元模擬計算使用。根據(jù)軸承參數(shù)并采用Dy Ro Be S軟件獲得油膜的非線性剛度、阻尼系數(shù),將節(jié)點編號形... 

【文章來源】：齊魯工業(yè)大學山東省

【文章頁數(shù)】：98 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

機械增壓

第1章緒論2性的發(fā)展趨勢。提高缸內(nèi)平均有效壓力的功率效果就比較理想。壓力升高時，發(fā)動機的機械和熱負載不會成倍增長，并且平均壓力可進行大幅度提升。增加缸內(nèi)的充氣密度是提高缸內(nèi)平均壓力最有效的辦法。增壓的效果很明顯，其過程是將過濾好的盡量多的新鮮空氣送入一定容積的氣缸內(nèi)。新鮮空氣的密度越大，就可以和更多燃料混合進行燃燒，使發(fā)動機產(chǎn)生更多的動力[2]。1.3.1增壓器的種類(1)機械增壓機械增壓是利用發(fā)動機的曲軸提供動力并連接增速裝置帶動增壓器工作的增壓方式。按增速裝置與增壓器連接類型不同分為：齒輪式機械增壓和齒形帶式機械增壓，如圖1.1所示。機械增壓按照轉(zhuǎn)子形狀又分為螺桿式、羅茨式、汪克爾式和螺旋式。其中螺桿式效率最高，應用最廣泛，如圖1.2所示。相對于渦輪增壓，機械增壓具有良好的加速性、快速響應性以及較小的壓力損失。然而，在發(fā)動機高速運轉(zhuǎn)時，能量損耗大，若繼續(xù)增加壓氣機功率，會使發(fā)動機機械效率降低，油耗增大，發(fā)動機動力也會受到一定的影響。圖1.1機械增壓圖1.2螺桿式機械增壓(2)氣波增壓在1950年初，一種新型增壓技術氣波增壓開始新興起來，如圖1.3所示。其工作原理是利用氣體的壓力波來傳遞能量。氣波增壓可以適用較高功率的柴油發(fā)動機使用，增壓比能夠達到2~3之間。特點是結構簡單、制造方便、對材料沒有特殊要求，能使發(fā)動機在低速時獲得根大的扭矩，瞬態(tài)響應好。缺點是結構尺寸和重量大，安裝位置會受到限制。受廢氣和新鮮空氣直接接觸的影響，相比較其他增壓方式整體效率低，滿負荷運行時會增加油耗，噪聲也較大。

氣波增壓

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于渦輪增壓器軸流渦輪在多場耦合作用下的力學分析[J]. 劉演龍,周東.  內(nèi)燃機與配件. 2020(01)
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[3]基于共軛傳熱計算的換熱器熱應力分析[J]. 鄒智鑫,王合旭,蔣彥龍,陳冀,鄭文遠,吳京澤.  科學技術與工程. 2019(32)
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[5]溫度對小型渦輪泵轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速影響研究[J]. 張明根,胡麗國,郝小龍,王志峰.  流體機械. 2019(05)
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[7]航空發(fā)動機高壓模擬轉(zhuǎn)子自由模態(tài)分析與試驗[J]. 全勇,吳桂嬌,黃巍.  裝備制造技術. 2018(07)
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碩士論文
[1]永磁轉(zhuǎn)子偏轉(zhuǎn)式三自由度運動電機建模分析與結構參數(shù)的優(yōu)化設計[D]. 張璐.河北科技大學 2015
[2]42CrMo鋼熱處理過程數(shù)值模擬及換熱系數(shù)的測定[D]. 許瑾.大連交通大學 2013
[3]渦輪增壓器轉(zhuǎn)子支撐系統(tǒng)臨界轉(zhuǎn)速計算及非線性動力學特性研究[D]. 李宏玲.合肥工業(yè)大學 2013
[4]球軸承—轉(zhuǎn)子系統(tǒng)臨界轉(zhuǎn)速分析與結構優(yōu)化[D]. 張錦龍.華中科技大學 2012
[5]高速永磁電機轉(zhuǎn)子特性分析及結構優(yōu)化設計[D]. 方程.沈陽工業(yè)大學 2010



本文編號：3412083