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废气旁通阀执行机构对增压汽油机瞬态响应的影响

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吉林大学学报（工学版） 2019年第2期49卷 434-443页

作者：王琦玮倪计民石秀勇陈沁青张泽刘越同济大学汽车学院上海201804

为研究废气旁通阀执行机构对增压汽油机瞬态响应的影响,提高涡轮增压发动机的瞬态响应性能,针对一台带废气旁通阀的涡轮增压汽油机,使用发动机一维仿真软件对其稳态及瞬态工况进行仿真分析,并在发动机台架上进行稳态及瞬态试验。试验结... 详细信息

为研究废气旁通阀执行机构对增压汽油机瞬态响应的影响,提高涡轮增压发动机的瞬态响应性能,针对一台带废气旁通阀的涡轮增压汽油机,使用发动机一维仿真软件对其稳态及瞬态工况进行仿真分析,并在发动机台架上进行稳态及瞬态试验。试验结果表明:弹簧刚度适当增加可缩短发动机的响应时间并增大扭矩;弹簧预紧力的增大延长了发动机的响应时间,但提高了发动机扭矩;适中的系统阻尼有利于发动机在瞬态过程中的快速稳定;在原机基础上,采取弹簧刚度为2.6k、弹簧预紧力为1.2F0,且系统阻尼不变的优化方案时,在1500、3500、5000r/min 3个转速下,发动机瞬态响应时间分别缩短22.4%、47.1%及50%。

关键词：动力机械工程涡轮增压器废气旁通阀瞬态响应一维仿真关键参数

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涡轮增压器压气机铝壳缺陷分析与工艺改进

特种铸造及有色合金 2014年第10期34卷 1090-1091页

作者：曲家龙郑毅坚薛跃腾无锡蠡湖叶轮制造有限公司福士科铸造材料(中国)有限公司

介绍了特定型号汽油机涡轮增压器压气机铝壳铸件的铸造缺陷,分析了可能产生这些缺陷的原因。经过金属液品质分析并结合MAGMA模拟,给出使用SEDEX陶瓷泡沫过滤器改善铸造工艺的原因,并在实际生产中得到验证。使用该陶瓷过滤器,废品率显著... 详细信息

介绍了特定型号汽油机涡轮增压器压气机铝壳铸件的铸造缺陷,分析了可能产生这些缺陷的原因。经过金属液品质分析并结合MAGMA模拟,给出使用SEDEX陶瓷泡沫过滤器改善铸造工艺的原因,并在实际生产中得到验证。使用该陶瓷过滤器,废品率显著下降,有效地降低了生产成本。

关键词：涡轮增压器压气机工艺改进

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涡轮增压器涡轮轴向气动力分析

涡轮增压器涡轮轴向气动力分析

作者：何嘉伟中北大学

学位级别：硕士

在涡轮增压器的应用当中,增压减排是它的主要功效,而气动轴向力大小的产生是影响整个涡轮增压器工作效率及稳定性的重要因素之一。经大量文献研究表明,气动轴向力计算的准确性是目前旋转机械领域的热点和难点,其中,人们对轴承间隙,叶顶... 详细信息

在涡轮增压器的应用当中,增压减排是它的主要功效,而气动轴向力大小的产生是影响整个涡轮增压器工作效率及稳定性的重要因素之一。经大量文献研究表明,气动轴向力计算的准确性是目前旋转机械领域的热点和难点,其中,人们对轴承间隙,叶顶间隙的流动机理尚未完全认清,而且目前大量的研究主要针对于低转速的轴流式涡轮增压器,高转速径流式涡轮增压器却少有研究,同时,对关于涡轮增压器气动轴向力公式方面的研究一直也是欠缺环节。就以上问题,本文研究主要目的是为了将数值模拟的计算方法与实验值及传统理论计算公式法做对比,探究了叶顶间隙处的网格精度是否影响流动特征,并且对有关叶顶间隙、密封环间隙等因素引起气动损失的原因做详细流动分析。本文首先以应用计算流体动力学软件CFX,某柴油发动机涡轮增压器涡轮端为研究对象,对其进行了轴向力传统理论计算与数值模拟计算。计算出不同发动机折合转速下涡轮端转子轴向力的大小,并与传统计算方法进行对比,通过求解雷诺纳维斯托克斯方程,对窄缝间隙的流场分析,来探求是否对涡轮增压器气动轴向力有影响,找出两者之间差异的原因。研究结果表明:在网格无关性的研究发现,叶顶间隙的流动中,通过改变间隙展向、轴向、周向的网格精度对流场的分布特征几乎没有影响,因此,网格具有独立性。随着增压器转子转速增加,涡轮端轴向力合力越来越大,且两种计算方法结果差异随之减小,由最大值146.314N减至125.4N,减小了14.3%;研究密封环间隙、叶顶间隙对轴向力的影响,发现叶顶间隙对轴向力影响比密封环间隙小0.155.955N,并且发现在整个计算的过程中,传统计算给予的假设近乎理想状态,并非实际情况。

关键词：涡轮增压器涡轮系统转子轴向力窄缝间隙数值模拟

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涡轮增压器与GDI汽油机匹配的研究

涡轮增压器与GDI汽油机匹配的研究

作者：张艳丽上海交通大学

学位级别：硕士

近几年随家庭轿车普及、石油短缺、环境恶化,排气涡轮增压越来越广泛地应用于汽油机,实现了车用汽油机小型化和节能减排。涡轮增压器与汽油机的匹配影响整机性能。本文采用数值模拟和试验研究了JH4GDI缸内直喷汽油机和涡轮增压器的匹配... 详细信息

近几年随家庭轿车普及、石油短缺、环境恶化,排气涡轮增压越来越广泛地应用于汽油机,实现了车用汽油机小型化和节能减排。涡轮增压器与汽油机的匹配影响整机性能。本文采用数值模拟和试验研究了JH4GDI缸内直喷汽油机和涡轮增压器的匹配,以满足城市SUV性能要求。基于汽油机性能参数热力学原理,进行了增压器选型,计算了压气机、涡轮机性能参数和几何参数,进而选择两组相近参数的带排气旁通阀的涡轮增压器。建立汽油机与涡轮增压器工作过程数学模型,计算得出并比较匹配两种涡轮增压器规格和两种排气歧管结构的内燃机性能曲线,进而确定适合的涡轮增压器和排气歧管结构。其中,排气歧管计算涉及稳态和瞬态工况。将计算所选的涡轮增压器与汽油机匹配,建立汽油机性能试验台架,测试汽油机匹配计算所选涡轮增压器后的性能,试验在外特性和部分负荷特性工况下进行;比较计算和试验数据,验证所选涡轮增压器和发动机的匹配效果,试验与仿真结果一致,达到了汽油机设计要求。

关键词：涡轮增压器匹配仿真外特性

基于随机森林方法的柴油机涡轮增压器故障诊断

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舰船科学技术 2023年第6期45卷 109-113页

作者：贾哲宇温华兵朱军超赵震宇江苏科技大学能源与动力学院江苏镇江212003

为了提高柴油机故障诊断的精度,针对柴油机涡轮增压器故障的问题,提出基于随机森林的柴油机涡轮增压器故障诊断方法。使用AVL Boost对柴油机建立故障仿真模型,并生成故障样本。对构建的涡轮增压器模型使用随机森林方法诊断。结果表明,... 详细信息

为了提高柴油机故障诊断的精度,针对柴油机涡轮增压器故障的问题,提出基于随机森林的柴油机涡轮增压器故障诊断方法。使用AVL Boost对柴油机建立故障仿真模型,并生成故障样本。对构建的涡轮增压器模型使用随机森林方法诊断。结果表明,采用随机森林算法的故障诊断模型可以有效对涡轮增压器的故障进行分类,分类准确率超过95%。可知,随机森林方法在涡轮增压器故障诊断领域中有良好的应用价值。

关键词：涡轮增压器故障诊断随机森林

转轴空腔对增压器涡轮轴应力及传热影响的研究

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车用发动机 2022年第2期 23-29页

作者：李成马超张健健朱光前陈秉智大连交通大学机械工程学院辽宁大连116000 潍坊学院机电与车辆工程学院山东潍坊261000 康跃科技(山东)有限公司山东潍坊261000 机械工业内燃机增压系统重点实验室山东潍坊261000

热负荷的提升对涡轮增压器涡轮端及轴系零部件的可靠性带来了严峻挑战,转轴高温变色及机油结焦已经成为涡轮增压器主要故障模式之一。涡轮转轴空腔可以阻挡热量从涡轮头向转轴的传递,利用数值仿真方法研究了不同空腔直径及浮动轴承位置... 详细信息

热负荷的提升对涡轮增压器涡轮端及轴系零部件的可靠性带来了严峻挑战,转轴高温变色及机油结焦已经成为涡轮增压器主要故障模式之一。涡轮转轴空腔可以阻挡热量从涡轮头向转轴的传递,利用数值仿真方法研究了不同空腔直径及浮动轴承位置传热系数对涡轮应力及传热特性的影响,结果表明:转轴空腔使得涡轮背盘R圆角应力降低,但是增加了其自身发生低周疲劳失效的风险;空腔直径越大,热阻效果越明显,相比较于无空腔方案,转轴空腔使涡轮头向涡端浮动轴承的热量传递减小0.8%~4.4%,使涡端浮动轴承对应转轴的最高温度降低2.3~9.9℃。

关键词：涡轮增压器转轴空腔传热热应力可靠性

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涡轮增压器噪声数值仿真及实验研究

涡轮增压器噪声数值仿真及实验研究

作者：和法贵山东大学

学位级别：硕士

随着内燃机增压技术的广泛应用,涡轮增压器的噪声问题受到越来越多的关注,良好的声学性能已成为评价一款涡轮增压器的重要指标之一。因此,进行涡轮增压器噪声的研究很有必要。本文从理论、试验、仿真三方面分析了影响涡轮增压器噪声的... 详细信息

随着内燃机增压技术的广泛应用,涡轮增压器的噪声问题受到越来越多的关注,良好的声学性能已成为评价一款涡轮增压器的重要指标之一。因此,进行涡轮增压器噪声的研究很有必要。本文从理论、试验、仿真三方面分析了影响涡轮增压器噪声的主要因素,旨在为今后涡轮增压器噪声的分析、控制以及涡轮增压器的改型设计、优化提供经验。本文首先对某款整车使用的涡轮增压器产生的异响问题进行了试验研究,采用西门子公司的LMS Test.lab噪声测试系统对涡轮增压器噪声进行采样处理,得到涡轮增压器噪声频谱图,并与振动信号处理后得到的频谱图进行对比分析,确定了解决异响的方向和方案。其次,本文采用CFD软件进行了压气机定常流场和瞬态声场的仿真,采用叶轮机械流场仿真软件Numeca进行了涡轮增压器压气机定常流场的研究,通过仿真得到的map图与压气机实验得到的map图对比,验证了数值仿真的可靠性。通过定常流场后处理云图,得到了压气机和叶轮部位的速度场和压力场,着重分析了气流分离产生部位的流场。在瞬态声场的计算中,采用Star-ccm+软件进行了压气机瞬态工况的模拟,分别使用Star-ccm+中的Curle噪声源模型和Proundman噪声源模型对涡轮增压器压气机可能产生气动噪声的噪声源位置进行了预测,在压气机内部布置了11个压力监测点,监测压气机内部流场在这些位置处的压力脉动情况,确定了压气机进口段是该增压器气动噪声的主要噪声源。最后,本文分析了油膜涡动形成的机理和控制措施。使用转子动力学软件Dyrobes对转子系统原方案与新方案进行了对比分析,为改善油膜涡动噪声采取了调整内外油膜间隙以及开油槽等控制措施,为改善不平衡噪声采取了对转子进行更高精度的动平衡等措施。通过再次进行增压器噪声对比试验结合人员主观感受判断,此款增压器哨声异响问题得到有效解决。

关键词：涡轮增压器噪声仿真模拟流动特性油膜涡动

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涡轮增压器涡轮叶片特性研究

涡轮增压器涡轮叶片特性研究

作者：张玉成上海工程技术大学

学位级别：硕士

涡轮增压器可以应用于飞机、卡车、客车、轿车以及小型燃气轮机。涡轮增压器可以提高发动机的热效率、扭矩、功率以及降低发动机的有害气体排放量。由于涡轮增压器的用途范围很广,经济价值很高,研究与改良涡轮增压器具有现实意义。本篇... 详细信息

涡轮增压器可以应用于飞机、卡车、客车、轿车以及小型燃气轮机。涡轮增压器可以提高发动机的热效率、扭矩、功率以及降低发动机的有害气体排放量。由于涡轮增压器的用途范围很广,经济价值很高,研究与改良涡轮增压器具有现实意义。本篇论文的研究重点是涡轮增压器的涡轮叶片的应力、变形、温度场、模态特性与气动噪声。涡轮增压器的涡轮叶片在使用过程中受到高温气流的冲击而转动,研究涡轮增压器涡轮的流场特性可以提高涡轮增压器的性能。本篇论文研究了涡轮增压器涡轮的内部流场的压力场分布特性、速度场分布特性与温度场分布特性。此外,本篇论文研究了涡轮叶片的温度场分布特性本篇论文研究了涡轮增压器涡轮叶片的应力和变形。根据材料力学的知识,每种涡轮叶片的材料都会存在一个许用应力值。当涡轮增压器叶片的应力超过叶轮材料的许用应力时,涡轮叶片会变得不安全。研究涡轮增压器涡轮叶片在不同工况下的应力十分重要。涡轮增压器的变形也是涡轮增压器涡轮叶片的一个重要的物理量,这是因为涡轮叶片的变形会对涡轮的流场产生影响,降低涡轮叶片在外力作用下的变形可以使涡轮的流场更加稳定。本篇论文研究了不同工况下,涡轮增压器涡轮叶片的应力和变形量。本篇论文研究了涡轮增压器涡轮叶片的模态特性。模态特性是涡轮增压器涡轮叶片的重要特性。探究涡轮叶片的模态特性,可以找到涡轮叶片的固有频率。工程师可以改变涡轮叶片的几何形状和材料特性,使涡轮叶片受到的外力的频率与叶片的固有频率不同,从而降低涡轮叶片的振动与噪声。涡轮增压器的噪声特性是涡轮增压器的重要特性。本篇论文研究了涡轮增压器涡轮叶片的气动噪声。本篇论文使用Fluent软件研究了涡轮增压器涡轮的宽频噪声。此外,本篇论文还以定常流仿真为基础,对涡轮增压器进行了非定常流场的仿真,研究了涡轮增压器涡轮叶片的远场噪声。

关键词：涡轮增压器涡轮叶片应力变形模态分析气动噪声

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船舶柴油机涡轮增压器的故障诊断技术

舰船科学技术 2023年第20期45卷 155-158页

作者：袁对陈建良浙江国际海运职业技术学院浙江舟山316021

船舶柴油机是船舶动力的来源,同时也是保障船舶安全航行的重要保证。柴油机涡轮增压器故障存在难以直接识别、故障数量多、多种故障共存等特点,传统的故障诊断难以解决涡轮增压器的故障诊断问题。本文基于BP神经网络建立柴油机涡轮增压... 详细信息

船舶柴油机是船舶动力的来源,同时也是保障船舶安全航行的重要保证。柴油机涡轮增压器故障存在难以直接识别、故障数量多、多种故障共存等特点,传统的故障诊断难以解决涡轮增压器的故障诊断问题。本文基于BP神经网络建立柴油机涡轮增压器故障诊断模型,分析BP神经网络的基本结构,阐述故障诊断模型的基本工作过程,在建立的故障诊断模型基础上对不同故障进行识别,并研究不同隐含层数量时对故障识别正确率的影响。研究发现,隐含层数量等于14时故障识别正确率最高。本文建立的船舶柴油机涡轮增压器故障诊断系统依托于实际故障数据样本,测试结果表明该故障诊断模型能够有效应用于涡轮增压器的故障诊断工作。

关键词： BP神经网络涡轮增压器柴油机故障诊断