车用涡轮增压器涡轮叶轮减重结构优化

以车用增压器JP60涡轮叶轮为研究对象,基于最优化设计的原理,在不改变叶型及流道并保证涡轮叶轮结构强度的基础上,利用ANSYS优化设计模块及APDL语言编制用户程序,以涡轮叶轮重量最小为目标对增压器涡轮叶轮进行了减重结构优化.在此基础上考虑涡轮叶轮铸造和装配工艺等因素,确定了新型的减重涡轮叶轮结构,使得涡轮叶轮重量减少了6.9 %.优化后的涡轮叶轮结构不仅节省了材料的消耗,同时使得涡轮增压器转子质量分配进一步趋于合理,有助于提高增压器轴系的机械效率和可靠性.强度校核及寿命分析表明,优化结果满足使用要求.     

J92废气涡轮增压器涡轮叶轮减重优化分析

以涡轮增压器J92涡轮叶轮为研究对象,在不改变涡轮叶轮叶型的基础上,利用有限元分析软件ANSYS,对涡轮轮毂结构进行了优化。考虑了铸造工艺等因素,确定优化涡轮轮背结构。在减少涡轮叶轮重量的同时,提高转子的快速响应性。强度校核及寿命分析表明,结果满足使用要求。     

VNT涡轮增压器涡轮箱与轴承体泄漏研究

根据VNT涡轮增压器在发动机工作状态下出现轴承体与涡轮箱之间废气泄漏的情况,对增压器轴承体、涡轮箱的配合接触提出优化方案,并进行台架试验验证对比,找到了最佳的优化办法,达到了防止泄漏的要求。     

某涡轮增压器涡轮叶片断裂故障分析及改进

针对某涡轮增压器涡轮叶片断裂问题,基于ANSYS有限元软件对该涡轮进行强度分析和振动特性分析.结果 表明:该涡轮一阶自振频率较低,一阶倍频比不满足设计要求,共振导致涡轮叶片断裂.在此基础上对涡轮整体结构进行了优化,优化后涡轮叶片一阶自振频率得到提升,叶片断裂问题得到解决.     

舌形挡板变截面涡轮增压器涡轮蜗壳内气体流动的研究

本文在－模型上测试分析了舌形挡板变截面涡轮增压器涡轮蜗壳内气体流动规律，用丝线法和新探索的色泽法进行了蜗壳内气体流动显示，分析探讨了此种变截面涡轮增压器的工作机理，并将试验结果与计算数值进行了比较，获得了满意的结果，为设计优化舌形挡板变截面涡轮增压器提供了理论依据。     

基于正交试验的低速机增压器涡轮排气壳性能优化研究

为提升船用低速机涡轮增压器性能,对增压器涡轮排气壳底部流道结构进行参数化,设计并开展了以效率为优化目标的四因素三水平正交试验优化设计和增压器整机性能试验。首先,采用CFD数值模拟方法对不同参数组合的涡轮气动性能进行了计算,然后对涡轮排气壳底部流道结构参数开展了灵敏度分析,同时针对不同参数组结构开展了内部流场对比分析,明确结构因素对流动的影响机理;在此基础上对优化后方案开展了涡轮特性分析,最后在低速双燃料机平台上开展增压器整机试验验证。分析研究表明：在涡轮进气壳、喷嘴环和涡轮叶片等通流部件结构不变的前提下,涡轮排气壳排气方向轴向长度对涡轮整级效率的影响最大,优化后效率明显提升,设计点总压损失系数降低0.3874,静压恢复系数提升0.537,总静效率提升1.85%,其余工况总静效率最大提升2.4%。试验结果表明：优化后涡轮增压器整机效率在主机燃油模式和燃气模式下的全工况范围内效率均有提升,最大提升幅度分别达到1.4%和2.1%,涡轮性能和增压器整机性能改善明显。     

由增压器涡轮性能计算叶轮特性的数学模型

本文使用蜗壳流动一维模型和稳定流动涡轮特性,建立了由涡轮增压器涡轮性能计算叶轮特性的数学模型,通过实例计算得到了一小型涡轮增压器的叶轮特性,其结果对于预测基于此涡轮增压器而设计的变截面涡轮增压器的性能是非常有用的。     

机车涡轮增压器可靠性验证研究

结合机车增压器的使用特点,从数值计算和试验两方面对如何验证机车涡轮增压器可靠性进行了研究。通过有限元仿真与试验相结合来设计试验方案,不但可以减少试验的次数,增强试验成功率,更可以提前考核增压器的可靠性,提高增压器整机的结构可靠性。     

汽车涡轮增压器使用寿命探析

本文简要叙述了汽车涡轮增压器的结构原理和工作条件，系统地分析了涡轮增压器的损坏形式及损坏原因．对影响涡轮增压器使用寿命的关键性零件进行了深入探讨，从提高涡轮增压器主要零件的自身能力和正确使用与维护两方面提出了延长涡轮增压器使用寿命的具体措施。     

FSC赛车小型发动机涡轮增压匹配优化与性能预测

通过涡轮增压来提高FSC赛车的比功率。根据目标功率对涡轮增压器进行选型计算。通过GT-Power软件仿真对FSC赛车用450mL发动机进行了涡轮增压匹配分析。通过GT-Power数值模拟对涡轮增压器压气机尺寸进行优化,以提高增压器的综合效率和响应速度。匹配分析与仿真结果表明,对增压器压气机尺寸进行优化能够有效地改善从市场上挑选的增压器与FSC小型发动机匹配效果。通过匹配增压器并进行优化,赛车的比功率增加了44%。     

涡轮增压器进/排气蜗壳结构优化与性能分析

为了分析涡轮增压器涡轮部件进/排气蜗壳对涡轮级性能的影响及相互作用机理,提高涡轮效率,采用数值模拟的方法对涡轮增压器中的进/排气蜗壳进行优化设计,提出进气蜗壳和排气蜗壳的优化方案,并与涡轮整机联合运算,对比分析涡轮整机的性能。结果表明:进气蜗壳主要对静叶10%叶高的来流攻角产生影响,优化方案可为涡轮提供更好的进口条件,排气蜗壳主要对动叶尾缘的载荷分布产生影响,优化方案可以增加涡轮的做功能力,进/排气蜗壳的优化设计可使整机总静效率提高1.19%。     

船舶柴油机动力涡轮与涡轮增压器联合优化匹配研究

搭建了某型低速二冲程柴油机动力涡轮复合涡轮增压器的仿真模型,对动力涡轮并联模式展开联合优化匹配。以同时考虑系统热效率、系统总功率、柴油机功率、动力涡轮功率、涡轮增压器喘振裕度全面择优的方式,寻取最优匹配点。结果表明:动力涡轮与增压涡轮联合优化匹配后,在中高工况下旁通8.55%的排气用以驱动动力涡轮,额定工况下其输出功率为134.6 kW,占柴油机功率的3.19%,系统总功率提升1.02%。     

Lightening structure optimization on turbine wheel of vehicular turbocharger

Based on basic principle of optimization design, structure optimization of turbine is conducted using optimization module of ANSYS and APDL in order to get the minimum turbine weight. Meanwhile, the original blade profile and flow passage are maintained, and the structural strength of the turbine are guaranteed. Considering assembly technique and cast requirement, the structure of the modified turbine is determined which can save 6.91 percent of the material compared with the original one. The modified turbine not only saved material, but also gained better effect of mass distribution between the turbine and the compressor impeller. The result can provide useful reference to engineering application of turbocharger.     

车用涡轮增压器压气机叶轮强度计算与分析

通过对车用增压器压气机叶轮内应力特点的分析,确定了叶轮强度的计算方法,介绍了利用有限元分析软件对叶轮内部应力进行分析的过程,并就强度分析中的关键步骤和技术难点进行了讨论。通过有限元计算结果分析,找到了车用增压器压气机叶轮应力集中的位置,研究了如何利用几何参数的修改来减小集中应力。计算并讨论了叶片气动载荷和温度场对压气机叶轮应力的影响,建立了车用增压器压气机叶轮强度分析的过程和方法。     

Lightening structure optimization on turbine wheel of vehicular turbocharger

Based on basic principle of optimization design, structure optimization of turbine is conducted using optimization module of ANSYS and APDL in order to get the minimum turbine weight. Meanwhile, the original blade profile and flow passage are maintained, and the structural strength of the turbine are guaranteed. Considering assembly technique and cast requirement, the structure of the modified turbine is determined which can save 6.91 percent of the material compared with the original one. The modified turbine not only saved material, but also gained better effect of mass distribution between the turbine and the compressor impeller. The result can provide useful reference to engineering application of turbocharger. __________ Translated from Chinese Internal Combustion Engine Engineering, 2008, 29(1): 48–51 [译自: 内燃机工程]