车用增压器离心压气机改型设计

３１ ． ２３ ．
同于控 制环量 沿 子午 分 布 的可控 涡＿ 等气 动造 型 方 ３ 法， 而是 基 于某 涡轮增 压 器存 量资 源 ， 采用 两 区模 型 性 能预 测方 法＿ ４ 进 行 初步设 计 ， 用控 制 载荷 叶 片 采 造 型方 法进 行三 维 造 型 ， 得 满 足 某 发 动 机 需 求 的 获
跨 声 速 离 心 压 气 机 ； 时 针 对 该 预 测 设 计 结 果 还 进 同 行 了试 验验证 和对 比分 析 。
１ 原 型 机 特 性 分 析
离 心压气 机设 计通 常有模 化设 计 和全 新设 计 两 种 途 径 ， 次 设 计 基 于 已 有 ３ ５压 比 离 心 压 气 机 ， 本 ．
气 机 特 性 ； 用机 匣处 理 装 置 后 ， 音 速 流 量 范 围 可拓 宽 １ ｏ 右 ； 用 两 区模 型 性 能预 测技 术 和 控 制 栽 荷 叶 片 造 采 跨 ５Ｋ 左 采 型 技 术 可 获 得 高压 比 宽 流 量 范 围的 高性 能压 气机 。
关 键 词 ：涡 轮 增 压 器 ； 区模 型 ；载荷 控 制 ； 音 速 ； 气 机 两 跨 压
名 称
工况 １
范 围渐 趋变 窄 ， ｊ 效率 急剧 衰 减 ， 导致 以往 设计 方 法 所 获得 的高 压 比压气 机 难 以满足 发 动机增 压 需求 。
质 量 流 量 ／ ｇ・ｓ ｋ 一
１３ ．
目标 压 比
３８ ．
为缩短 研 制Байду номын сангаас期 ， 高设 计成 功 率 ， 提 降低 研制 风
图 １ 原 型 机 压 气 机 特 性
为获得 有效 的改 型 措 施 ， 该 型 压 气 机 特 性进 对 行 了详 细 分 析 ， 出 如 下 结 论 ： 得
运用 介于 二者 之 间 的改 型 设 计 方 法 ， 用 现 代 设 计 采
手 段 实 施 压 比 提 高 和 流 量 加 大 改 型 。改 型 尽 量 避 免 结构 变动 使实 现周 期 加 长 ， 计 中改 变 扩 压 器 出 口 设
中 图 分 类 号 ：ＴＫ４ １ ８ ２ ． 文 献 标 志 码 ：Ｂ 文 章 编 号 ：１ ０ ２ ２ ２ １ ） ６０ ３ —５ ０ １２ ２ （ ０ Ｏ ０ —０ ７ ０
高功 率密 度发 动 机 给 增 压 技 术 提 出 了高 压 比、
宽流 量范 围 的压气 机 特 性 需 求 ， 随着 增 压 比 的提 而
ａ ）压 比大 于 ３ ０时 ， ． 叶轮 内部 流 动进 入 跨音 速
状 态 ， 振 临 界攻 角 急剧 减 小 ， 振 提 前 发 生 （ 图 ２ ； 喘 喘 见 ）
ｂ ）原型 样机 稳定 工作 范 围 已相 当宽 （ 使 用机 未
匣处 理 流 量 拓 宽 装 置 ） 达 国 际 先 进 水 平 （ ， 见
尺寸 ， 轮轴 向宽度 增 量 不 大 于 １ Ｔ 表 １示 出 叶 ０ ｍｌ。 ｌ 了设 计需兼 顾 工况 。图 １ 出了原 型样 机压 气 机特 示
性 及 改 型 设 计 需 兼 顾 工 况 ， 得 出 如 下 结 论 ： 顾 工 可 兼
收稿 日期 ：２ １ ９０ ；修 回 日期 ：２ １ — ２ ０ ０ ００ — １ ０ ０１ －３
（ ．中 国 北 方 发 动 机 研 究所 柴 油机 增 压 技 术 国 家级 重 点 实 验 室 ，山 西 大 同 １ ０ ７３ ３ ０ ６；
２ ．装 甲兵 驻 山 西 柴 油机 工 业 有 限 责 任 公 司 军 事 代 表 室 ，山 西 大 同
０７３） ３ ０ ６
摘 要 ：为 缩 短 研 制 周 期 ， 高设 计 成 功 率 ， 低 研 制 风 险 ， 于 当代 工 具 预 测 设 计 方 法 ， 提 降 基 开展 了某 车 用 增 压 器跨 音 速 离心 压 气机 设 计 和试 验 验 证 。研 究 结 果 表 明 ： 比 ３为 亚音 和跨 音 速 临 界 压 比 ， 于 此 临界 压 比 ， 轮 进 入 跨 压 高 叶 音 速 流 动 ， 量 范 围急 剧 变 窄 ； 比 大 于 ４ 流量 范 围 不 高 于 ２ ， 采 用 机 匣 处 理 等 流 量 拓 宽装 置 以获 得 宽 广 压 流 压 ， ０ 需
图 ３ Ｅ ； 是跨 音 速 时 流 量 范 围急 剧 下 降 ， 型 设 ）７ 但 ３ 改
计需 详 细考 虑 ， 要 时需 采用 流量 拓宽 结构 。 必
基金 项 目 ：国家 部 委 预 研 项 目（ ０ ０ ０ ０ ０ ） 重 点 实 验 室 基 金 （ １ ０ ３ ０ ６ ９ ４ ４４２４１６ ； ９ ４ Ｃ３ １ ０ ０ ０ ） 作者 简 介 ：李 书 奇 （ ９ １ ） 男 ， 士 ， 要 研 究 方 向为 涡 轮 增 压 器 核 心 部 件 设 计 ； ｓ ｕ ｉ０ ０ １ １ １ ３ ｃ ｒ 。 １８一 ， 硕 主 ｌｈ ｑ ２ ２０ ＠ ６ ．ｏ ｉ 一 ｎ
第 ６期 （ 总第 １ １ ） ９期 ２１ ０ ０年 １ ２月
车
用
发
动
机
Ｎｏ ６ Ｓ ｒａ ． ９ ） ． （ ｅ ｉｌＮｏ １ １
Ｄｅ ． ０１ Ｃ２ ０
ＶＥＨＩ ＣＬＥ ＥＮ Ｇ Ｉ Ｅ Ｎ
车 用 增 压 器 离 心 压 气 机 改 型 设 计
李 书 奇 ，张 俊 跃 ，赵 成 俊 ，张 炜
险 ， 于 当代 设 计 工 具 的 预 测 设 计 方 法 ， 展 了 某 跨 基 开 音 速离 心压气 机设 计 。不 同 于 以往 的 双 回 转 中 心 、 骨 架 成 型 等 基 于 加 工 制 造 的 几 何 成 型 方 法 ｌ ， 不 ２ 也 ］
工况 ２ 工况 ３
０ ９ ．５ ０ ６ ．６
高 ， 轮 内 部 流 动 进 入 跨 音 速 流 动 状 态 ， 气 机 流 量 叶 压
况 喘 振 裕 度 基 本 达 标 ； 型 最 大 流 量 需 由 １ ２ｋ ／ 改 ． ｇ ｓ
提高至 １ ５ｋ ／ ； ． ｇ ｓ改型最 大压 比需 由 ３ ５ ． 提高 至４ ０ ．。
表 １ 设 计 兼 顾 工况