洪舟振森 ， 张虹， 马朝臣， 吴新涛

(1.北京理工大学 机械与车辆学院， 北京 100081; 2.中国北方发动机研究所 柴油机增压技术重点实验室， 天津 300400)

0 引言

车用涡轮增压器可以降低内燃机排气污染，提高其功率密度，并使内燃机具有高原功率恢复特性[1]。我国地形复杂，高原众多[2]，因此，广泛地应用涡轮增压器，以提高车用内燃机对不同海拔大气环境的适应性，具有更加重要的意义。

离心压气机承受着气动载荷、离心载荷、热载荷等多场载荷的作用，应力状态十分复杂。对单个离心压气机的研究表明，高原大气环境下压气机内部的流动损失会增加，总体性能会发生恶化[3-4]。由于增压发动机的自适应性，增压发动机在同一个工况点运行时，增压器转速会随海拔高度的增加而增加[5]，导致压气机叶轮离心载荷、热载荷、气动载荷的变化更加复杂。而车用增压器离心压气机多针对平原环境进行设计与匹配，没有充分考虑到高原适应性，在高原环境下易发生超速破坏、振动疲劳等失效[6]。

国内外已有许多关于燃气轮机[7]、航空发动机[8]、制冷压缩机[9]、涡轮增压器的压气机部件的多场载荷与应力分析，多数研究表明离心载荷、热载荷、气动载荷在压气机叶轮中产生的应力依次减小。但是车用涡轮增压器仍主要研究其平原环境下的多场耦合应力[10-11]，或在高原环境下只分析其离心应力[12]，没有考虑大气环境变化对多场载荷以及应力的影响，难以对高原环境下的压气机叶轮强度进行准确评估，使压气机在高原环境下运行时存在失效风险。……