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基于现代设计手段的某车用增压器离心压气机设计


第 3 1卷增 刊  21 0 1年 l O月  铁 道 机 车 车 辆  RAI AY  0C0M 0TI LW L VE & CAR  Vo. 1 S p l 1 3   u p  0c . t   2 1  O1 文章 编号 :0 8 8 2( 0 1 O 1 7 5 1 0 —7 4 2 1 )S 一0 9 —0  基 于 现代 设计 手 段 的 某车 用增 压 器 离心压 气 机设计  李 书奇 , 立峰 ,张俊跃 , 晓春 , 胡 王 李 颂  ( 中国北方发 动机 研 究所  柴油机 增压 技术 国家 级重 点实验 室 , 山西大 同 07 3) 3 06  摘 要  针对 发 动机 高压 比 宽 流量 范 围需 求 , 者 采 用 两 区 模 型 性 能 预 测 , 制 载荷 分 布 叶 片 造 型 和 提 高 自振 频  作 控 率等技 术 , 开展某车用增压器跨声速离心压气机设 计 和试验验证 研究 。并得 出如下结 论 : 两区模型性 能预测技  ① 术 可 快 速 预 测 压 气 机 特 性 , 结 果 与 试 验 吻 合 较 好 。② 控 制 载 荷 叶 片 造 型 技 术 可 快 速 方 便 应 用 于 工 程 研 制 , 计  其 设 结 果 比 较理 想 。 ③相 同大 小 叶轮 , 变 叶 轮 进 口直 径 , 保 持 压 比和 效 率 近 似 恒 定 的情 况 下 , 获 得 不 同流 量 范 围  改 在 可 的压 气 机特 性 。④ 减 小 叶轮 出 口宽 度 和 增 大 扩 压 器 收 敛 段 长 度 在 某 种 程 度 上 可 推 迟 发 生 亚 声 速 流 动 喘 振 。⑤ 压  比大于 3 ( 后 跨声 速 状 态 ) 压气 机 流 量 范 围会 突然 变 窄 , 振 流 量 会 大 幅 度 增 大 。 , 喘   关键词 两 区模 型 ; 荷 控 制 ; 声 速 ;压气 机 ; 压 器  载 跨 增 文 献 标 志 码 :A   中 图 分 类 号 : K4 3 5 T 2 .  随着 车用发 动机 功率 密度 的提 高 , 发 高压 比和超  研 立 了一个综 合 考虑 逆 压 梯 度下 黏 性 流 动过 程 影 响 的 较  高压 比涡轮 增 压 器 称 为 当 前 的 发展 趋 势 [ ] 伴 随 高压  精 确 的性能 预测 机制 ; 1,   可用来 模拟 叶轮 与 其他零 件 的 相  比和 跨音 速而 产 生 的急 剧 变 窄 的 流量 范 围_ 和渐 渐 下  3 ] 降 的整级 效率 成 为 高压 比离 心 压气 机 设 计所 需 解 决 的  关键 问题 。   互作 用 , 求解 叶轮 出 口流动 及状 态参数 。   本文设 计调 整进 口总压 1 0k a进 口总 温 2 8K; 0  P , 9    设 计 过程 兼顾 表 1 行 工况 。设 计点 选取 压 比 3 7 质  运 ., 量流 量 0 6  g s 行工况 。 . 4k / 运   表 1 设 计 兼 顾 工 况  本文 针对 某车 用 发 动 机高 压 比宽 流 量 范 围 的设 计  需求 , 采用 两 区模型 一维 性能 预 测技 术 5, _ 进行 跨声 速  ] 离心 压气机 初 步设计 及方 案优 化调 整 ; 用 控制 载 荷分  采 布三 维造 型技术 进行 叶 片三维造 型设 计 ; 同时也 针 对常  规直 纹 叶片 自振频率 相对 较低 的特 点 ,

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