检索结果-南通市图书馆

作者：翟辰懿北京理工大学

学位级别：硕士

涡轮增压技术是发动机强化、提高燃油经济性和降低排放的最主要途径。混流涡轮增压器和可变喷嘴环涡轮增压器是目前应用的重点。混流涡轮增压器与传统径流涡轮增压器相比,流通能力和涡轮效率均得到提高;可变喷嘴环涡轮增压器能实现涡轮... 详细信息

涡轮增压技术是发动机强化、提高燃油经济性和降低排放的最主要途径。混流涡轮增压器和可变喷嘴环涡轮增压器是目前应用的重点。混流涡轮增压器与传统径流涡轮增压器相比,流通能力和涡轮效率均得到提高;可变喷嘴环涡轮增压器能实现涡轮增压器的调节与控制,两者相结合可以进一步提高涡轮增压器的性能、优化涡轮增压器与发动机匹配。本文设计了一种非对称流道截面涡轮壳和一种对称流道截面变流道型心涡轮壳,针对不同0-0截面A/R值、涡轮壳流道型心空间变化对涡轮壳性能的影响进行了研究。首先设计了三种不同0-0截面A/R值的涡轮壳,涡轮壳截面均采用近梨形非对称设计方案,对三种涡轮壳在三种喷嘴环叶片开度的装配下,进行各种转速的全工况计算分析。计算结果表明,在相似流量相同时,三种不同0-0截面A/R值的涡轮壳的效率随着A/R值的增加而增加,通过对涡轮壳内马赫数、静温、静压、相对熵值、喷嘴环入口气流角以及总压损失系数等因素的研究分析,结果表明涡轮壳通道A/R值不同而引起的喷嘴环入口气流角分布不同,是导致喷嘴环内部流场差异的主要原因,从而引起喷嘴环内气流损失的差异,造成涡轮壳下游能量损失不同,导致效率不同。三种涡轮壳的流量变化差异主要由喷嘴环叶片开度影响,同时,涡轮壳A/R值也能在一定程度上影响涡轮壳的流量,在大开度下,涡轮壳A/R值不同引起的流量变化程度要比小开度大。通过计算研究,发现在中开度时的喷嘴环有效流通面积与Ht0的0-0截面积近似相等,造成了不同A/R值的涡轮壳在不同开度下对流量的敏感度差异。此外,本文还设计了一种涡轮壳截面近圆形的对称设计方案,该方案的流道型心曲线不在处于同一平面内,而是在空间内螺旋上升。通过对该VCC涡轮壳与同工况下的Ht涡轮壳进行数值计算分析的方法,研究了两种截面设计方案的涡轮壳的不同开度不同转速下的涡轮特性曲线以及总压损失、喷嘴环入口气流角、相对熵值等因素,结果表明空间变流道型心设计方案的VCC涡轮壳与Ht涡轮壳的流量特性和效率特性基本一致,各项对比也都几乎没有差异,该设计方案具有可行性,而且可以更精确地计算各个方位角的流道截面积。

关键词：可变喷嘴环混流涡轮涡轮壳 A/R值流道型心

混流涡轮增压器可变喷嘴环三维弯扭叶片设计与性能研究

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混流涡轮增压器可变喷嘴环三维弯扭叶片设计与性能研究

作者：李森凯北京理工大学

学位级别：硕士

涡轮增压技术可以有效提升活塞式内燃机升功率,降低油耗,改善废气排放品质,是现今提升内燃机效率的主要技术之一。相对于传统径流式涡轮,混流涡轮具有高比转速下保持高效率,最高效率工况点向低速比方向移动的优点,已成为现今增压技术的... 详细信息

涡轮增压技术可以有效提升活塞式内燃机升功率,降低油耗,改善废气排放品质,是现今提升内燃机效率的主要技术之一。相对于传统径流式涡轮,混流涡轮具有高比转速下保持高效率,最高效率工况点向低速比方向移动的优点,已成为现今增压技术的热点。相关研究表明,将可变喷嘴环技术用于混流涡轮增压器,并将传统平面喷嘴环布置改成球面喷嘴环布置形式,能有效提升混流涡轮增压器的性能,改善涡轮级内的气流流动状况。本文针对可变球面喷嘴环混流涡轮结构,以JK50喷嘴环叶片叶型为基础,受到三维弯扭叶片理论的启示,考虑蜗壳出口气流沿叶高方向的气流角不均匀性以及混流涡轮进口倾斜角的影响,设计了三种方案的三维弯扭叶片,改善喷嘴环出口气流沿叶高方向分布,以降低喷嘴环内的气流流动损失,达到匹配设计混流涡轮可变喷嘴环叶片,并优化涡轮级效率的目的。计算结果表明,在相同工况下,设计的三种三维弯扭叶片方案效率均高于原型叶片方案,大开度时效率曲线较原型更为平坦。通过对涡轮进口速度三角形、喷嘴环流道气流马赫数、喷嘴环流道静压分布、叶片间隙泄漏流、喷嘴环出口总压损失和熵值分布、下游转子内熵值以及尾迹损失等方面的分析,得出:三维弯扭叶片由于改变了喷嘴环内压力场的分布,有效降低了喷嘴环内通道涡和间隙涡的损失,改善了涡轮进口沿叶高方向的进气攻角分布。本文设计的三维弯扭叶片采用反倾斜,从叶根至叶顶喷嘴环开度逐渐减小,展向叶型未作变化,因此相同叶根开度下通流面积较原型有所减小,相同膨胀比下流量有所下降,影响了喷嘴环的流通能力。此外,由于仅采用圆弧线作为弯曲积叠线,喷嘴环叶片与下游涡轮的匹配未达到最佳,导致下游涡轮靠近轮毂的流动损失增加,减小了喷嘴环损失减小所带来的效率增加幅度。

关键词：混流涡轮可变喷嘴环弯扭叶片攻角级效率

船用轴流式定压涡轮增压器采用可变喷嘴环的研究

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船用轴流式定压涡轮增压器采用可变喷嘴环的研究

作者：孟维明大连海事大学

学位级别：硕士

变喷嘴环作为改善柴油机在低工况下的性能的一种措施,正得到了越来越广泛的应用。车用柴油机上已经有了越来越多的可变截面涡轮增压器产品,但尚未推广于船上,由于船用主机以二冲程机居多,应用变喷嘴环是否可行及产生的问题就值得关切。... 详细信息

变喷嘴环作为改善柴油机在低工况下的性能的一种措施,正得到了越来越广泛的应用。车用柴油机上已经有了越来越多的可变截面涡轮增压器产品,但尚未推广于船上,由于船用主机以二冲程机居多,应用变喷嘴环是否可行及产生的问题就值得关切。本论文对船用二冲程机轴流式定压涡轮增压器应用变喷嘴环做了研究。首先,本文介绍了增压柴油机低工况的性能和瞬态特性,并阐述定压增压器采用可变喷嘴环的意义。然后,阐述压气机与涡轮机的基本特性,并对涡轮增压器与柴油机的匹配进行建模,指出船用二冲程机匹配可变截面增压器时存在的问题。接着,对比计算普通涡轮增压器损失的Ainley—Dunham轴流涡轮级气动性能的估计方法及实例,分析了变喷嘴环时气体对涡轮的做功变化情况,指出了变喷嘴环后对能量损失的影响。最后文章参考了车用柴油机增压器采用的变喷嘴环的匹配模型,通过叶片转角随发动机负荷特性和转速特性的变化结果,为船舶二冲程机应用变喷嘴环技术提供了指导,然后讨论了变喷嘴环截面的叶片角度变化范围,并定性的说明了如何根据不同工况控制喷嘴环的通流面积。所获结论有助于带可变喷嘴环的轴流式定压涡轮增压器研制与推广,为以后的研究工作奠定基础。

关键词：增压器可变喷嘴环可变截面涡轮

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可变混流涡轮喷嘴环叶片设计及分析

可变混流涡轮喷嘴环叶片设计及分析

作者：曹征北京理工大学

学位级别：硕士

涡轮增压技术是提升发动机性能的一项关键技术,可调混流涡轮是增压技术领域的研究重点之一。混流涡轮有两大优点,第一是混流涡轮的流通能力较高,第二是混流涡轮在高比转速下能够得到较高的效率。同时,带有喷嘴环的涡轮能实现流量范围可... 详细信息

涡轮增压技术是提升发动机性能的一项关键技术,可调混流涡轮是增压技术领域的研究重点之一。混流涡轮有两大优点,第一是混流涡轮的流通能力较高,第二是混流涡轮在高比转速下能够得到较高的效率。同时,带有喷嘴环的涡轮能实现流量范围可调的目的。一些研究证明,相比于将喷嘴环叶片在子午平面上垂直放置,将喷嘴环叶片沿着混流涡轮的入口方向斜置,会提高涡轮级的效率。为了减小可调喷嘴环内的流动损失,提高可调混流涡轮的效率,本文采用数值计算,对可调混流涡轮喷嘴环的性能和内部流动进行深入研究。通过改变斜置的喷嘴环的叶片形态,探究了叶型变化对涡轮级效率的影响,并分析了喷嘴环性能变化的流动机理,得出了更适合混流涡轮的斜置喷嘴环叶片。本文采用三维软件设计了两种斜置喷嘴环叶型的方案。第一种叶型方案以JK50喷嘴环叶片为设计基础,第二种叶型方案以“胖头”喷嘴环叶型为设计基础。通过数值方法研究了两种方案在两种开度下的涡轮特性,分析了相同叶高上马赫数的分布、压力面与吸力面的静压差分布、叶顶与叶底的泄漏流流动状况、喷嘴环叶片出口处的熵值分布、下游转子通道熵值分布等因素。结果表明:第二种方案的效率略高于第一种方案,间隙泄漏流是造成两种方案效率有差异的主要原因。同时本文还探究了喷嘴环尾迹的特性,详细解释了尾迹的形成原因、发展运输的过程,以及其与泄漏流之间的作用,结果表明尾迹是造成喷嘴环尾缘和转子叶片前缘产生压力波动的原因。本文在第二种方案的基础上设计了一种压力面内嵌式旋转叶型,进一步探究了叶型变化对涡轮效率的影响。数值计算结果显示,初始状态下的新叶型涡轮效率要高于原叶型相同工况下的涡轮效率。20%开度和40%开度下的新叶型涡轮效率要低于原叶型,原因是虽然新叶型减少了间隙泄漏流量,但是小叶片与固定部分产生了熵值较高的三角腔,影响了涡轮效率。

关键词：增压技术混流涡轮可变喷嘴环间隙泄漏流内嵌旋转叶型

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可变截面涡轮增压器与柴油机的匹配研究

可变截面涡轮增压器与柴油机的匹配研究

作者：张莉莉西安工程大学

学位级别：硕士

涡轮增压技术是强化柴油机性能的一种有效方法,它能够有效提高柴油机的功率和扭矩。常规涡轮增压柴油机存在低速动力不足,燃油消耗较多的问题。研究表明,采用可变截面涡轮增压器能有效解决上述难题。本文主要研究可变截面涡轮增压器与... 详细信息

涡轮增压技术是强化柴油机性能的一种有效方法,它能够有效提高柴油机的功率和扭矩。常规涡轮增压柴油机存在低速动力不足,燃油消耗较多的问题。研究表明,采用可变截面涡轮增压器能有效解决上述难题。本文主要研究可变截面涡轮增压器与柴油机的匹配问题。本文运用GT-POWER仿真软件建立了涡轮增压柴油机的仿真模型。通过比较仿真模型的计算结果与发动机的试验数据,发现仿真模型符合精度要求,能够为后续研究提供基础模型。本文运用GT-POWER仿真模型,研究了原机安装的HP50型废气旁通涡轮增压器与柴油机的匹配情况,发现该增压器存着在工作效率低,匹配较差的问题,需要重新进行匹配。本文选用了JK45和JK48两个型号的可变截面涡轮增压器,通过对比JK45和JK48两个型号的可变截面涡轮增压器与柴油机的联合运行曲线,发现JK48型可变截面涡轮增压器与柴油机的匹配效果更好。本文研究了可变喷嘴环开度变化对发动机性能的影响。运用GT-POWER仿真模型,调整可变喷嘴环开度在0之间,分析发动机的空气流量、扭矩、有效燃油消耗率随可变喷嘴环开度变化的规律。研究不同负荷时可变喷嘴环开度对发动机性能的影响。通过PID控制,获得最佳的可变喷嘴环开度。本文通过涡轮增压器与柴油机联合运行试验的方法,获得了原机安装的HP50型废气旁通涡轮增压器、JK48型可变截面涡轮增压器与柴油机联合运行的试验数据。通过比较两款涡轮增压柴油机的增压压力、空气流量、扭矩、功率、燃油消耗量、有效燃油消耗率的差异,发现安装了JK48型可变截面涡轮增压器的柴油机的动力性、经济性都优于安装了HP50型废气旁通涡轮增压器的柴油机。因此,JK48型可变截面涡轮增压器与柴油机的匹配效果更好。

关键词：可变截面涡轮增压器柴油发动机匹配 GT-POWER 可变喷嘴环