叶顶间隙对车用增压器涡轮性能的影响规律研究
2020-03-21范厚传倪计民石秀勇曲大勇郑义
车用发动机 2020年1期
范厚传,倪计民,石秀勇,曲大勇,郑义
(1.同济大学汽车学院,上海 201804;2.凤城市时代龙增压器制造有限公司,辽宁 凤城 118100)
涡轮增压技术是内燃机发展的一个里程碑技术,现代乘用车汽油机增压化趋势越来越明显,在更高汽车节能减排法规要求下,涡轮增压器已成为现代乘用车内燃机提高性能的关键零部件[1-2]。乘用车汽油机匹配的增压器尺寸较小,结构紧凑,工作范围宽,因而结构尺寸较小的改变都可能引起增压器性能较大的变化[1]。
为了保证涡轮叶轮在涡轮壳中正常工作,涡轮叶片顶部与涡轮壳过渡圆弧之间留有一定的间隙,形成涡轮叶顶间隙[3-4]。增压器叶顶间隙包含压气机端和涡轮端,是增压器设计和制造过程中不容易控制的参数,其涉及增压器转子轴、涡轮壳和涡轮叶轮的加工,以及增压器的装配等环节。叶顶间隙还与材料属性、转子振动等有关[5-8],每个环节都可能引起涡轮叶顶间隙的变化。而且涡轮叶顶间隙还受涡轮转子高温高脉冲工作环境的影响,在发动机不同工况下会出现不同的涡轮叶顶间隙,因而难以准确断定实际工作中涡轮叶顶间隙的大小。
J.R.Serrano等研究了涡轮转速和叶顶间隙尺寸对涡轮性能和间隙泄漏流的影响[9-10],其研究中的涡轮叶片进出口间隙尺寸是同步变化的。X.M.Li等采用数值方法研究了微型径流式涡轮的间隙流动[11],结果显示涡轮叶顶间隙流动具有瞬时波动性,涡轮叶片出口间隙对间隙泄漏流的影响大于叶片进口间隙的影响。……
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