CFX涡轮增压器设计学习笔记 BM BladeGen BladeModer
CFX_旋转机械前后处理TurboPrePost
1. 点击 Turbo 键
2. 点击 Initialise All Components
3. 对于每一个旋转机械部件，CFX-Pre 将探测哪些区域对应于轮毂 ，机匣，叶片，入口，出口和周期性区域。CFX-Post 将使用这 些信息绘图并制表。您可以手动指定这些区域，或者通过编辑 Turbo 目录中的每一个对象来检查自动指定的区域〔部件1〔S1 〕,部件2〔R1〕 和部件3〔S2〕〕
6. 展开 Solver Parameters 框
7. 设置 Convergence Control 为 Physical Timescale ，其值为 1 / 3000 [rev/min] 〔选择表达式按钮可输入此值〕
8. 如此设置了时间尺度为 1/ω ，这里 ω 是风机旋转速度。通常设 置时间尺度为此特征时间尺度的某一倍速
旋转机械前后处理 Turbo Pre and Post
教程 8
3/23/2007 © 2007 ANSYS, Inc. All rights reserved.
CFX 11.0 ANSYS, Inc. Proprietary
Version 1.3
Inventory #002446 W8-1
问题描述
3/23/2007 © 2007 ANSYS, Inc. All rights reserved.
CFX 11.0 ANSYS, Inc. Proprietary
Version 1.3
Workshop Supplement
Inventory #002446 W8-16
后处理图形界面
Version 1.3
2. 设置类型为 Rotating ，命名为 R1
Bladegen学习资料
[CFX/ICEMCFD]我是这样做Bladegen的，供初学者参考论坛中有很多人对Bladegen的应用感到兴趣，我也是一个初学者，有点体会也许对同是初学者的人们会有所帮助。
1. 在这里以轴流式转轮为例进行说明。
将已有的转轮2D图纸直接输入Bladegen是不可能的。
首先必须把2D图建成3D实体。
在该流体域中通过投影和面之间的相交获取一些曲线的igs文件。
他们是：1. 叶片最外缘型线投影到轮缘（Shroud）曲面上的封闭曲线。
如果由多根曲线组合而成，应拟合成一根曲线。
命名为shroud_curve.igs。
2. 叶片最内侧型线投影到轮轂（Hub）曲面上的封闭曲线。
命名为hub_curve.igs。
3. 在轮轂与轮缘曲线之间，绘制数条流线（本例中选用两条），并分别旋转成两个曲面。
然后用两曲面相交的方法分别求出两条与叶片表面相交曲线。
分别称为curve2.igs和curve3.igs。
如果这些相交曲线分别由多个线段组成，则将他们分别拟合成单一曲线。
4. 叶片最外缘型线的骨线投影到轮缘（Shroud）曲面上的流线状曲线，称为shroud_curve.igs。
5. 叶片最内侧型线的骨线投影到轮轂（Hub）曲面上的流线状曲线，称为hub_curve.igs。
至此，有了这四条封闭曲线和两条开敞流线状曲线，进入Bladegen的条件已具备。
2. 进入BladeModeler，然后File\New\Data Import Wizard回车。
界面见图1。
图13. 两次Next后，进入如图2所示界面。
选第一选项（图中红圈）后Next。
图24. 点击Next直到出现图3所示界面。
用图中Add File按键相继输入六条igs曲线。
图35. 先点击右侧清单第二步中的Select Hub Curve，再在图形界面中点击相对应的曲线，被点中的曲线变为红色。
用同样的方法处理Shroud Curve。
见图4。
图46. 做Blade Profiles时，在做完Layer 1 Curve后，下拉图形界面右下角的小窗口中的Layer 1 Curve，将其换成Layer 2 Curve，如此操作直到四条Profiles全部做完。
ANSYS CFX 11.0 旋转机械分析系统介绍
ptot/p_ref
ptot/p_ref
ptot/p_ref
Courtesy „Workshop Turbomachinery“, Gdansk Sept. 2006 A. G. Gerber, R. Sigg, N. Sürken, L. Völker, M. V. Casey
TurboSystem
Components Overview of Basics
水泵或涡轮的流动模拟 • 旋转机械分析基本需求:
– 了解性能 – 基本设计 – 几何，网格
Low-head Turbine, Courtesy Micro Hydro Research Centre, Nottingham Trent, UK.
• Model steam turbine
• Equilibrium model 1
• Non-equilibrium model 0.8
part-load
design
over-load
span[]
• Comparison to data 0.6
0.4
ｗｗｗ．0.ｂ2 E32ｚｆｘｗ．ｃE32ｏｍ
00.7
水泵或涡轮的流动模拟 • 旋转机械分析基本需求:
– 了解性能
Low-head Turbine, Courtesy Micro Hydro Research Centre, Nottingham Trent, UK.
Rural Peru community hydro generation, 5kW
标准分享网 免费下载
自动叶片分析
• 一键式网格划分
– 边界层, 周期条件, 预设
ｗｗｗ．ｂｚｆｘｗ．ｃｏｍ • 一键式CFD求解 – TurboPre, 边界, 物理问题 – 效率监测
CFturbo中文教程
菜单栏详细列表
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三维视图动态显示_S3流面
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三维界面按钮介绍
保存为GIF或BMP 打印 适合窗口显示 视角设置 背景色显示 坐标轴转换
显示精度显示
定义线宽
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功能介绍
日期
题目
功能按钮介绍
内容
设计理论及流程
8月23日下午
功能按钮介绍和设计 理论、流程
性能、尺寸参数介绍
近似函数应用
CAD、CFD接口使用和介绍
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目 录
软件功能 界面菜单
项目管理 三维模型 数据输出 数据输入
附加功能
操作菜单 近似函数
对比设计 撤销操作
参数选择
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软件功能
专业高效易用的径流/混流叶轮机械设计软件
径流和混流叶轮
——17 /60—— Copyright © NUMECA-BEIJING
附加功能_几何控制
灵活的视图
调整方式 Bezier曲线 控制点的调 整（鼠标拖 动/输入数 值）
右键菜单
叶轮几何调整
——18 /60——
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附加功能——工况线性能预测
叶轮设计流程
叶片几何角设计
涡轮增压器设计毕业设计
摘要目前，发动机广泛采用涡轮增压技术，增压已成为提高发动机动力性、改善其经济性和排放的有效措施，在车用发动机领域，汽油机也逐渐较多地采用涡轮增压技术。
尤其对于小排量汽油发动机，采用涡轮增压技术更是得到了国内外的广泛关注。
本篇设计叙述了涡轮增压器的原理与各个组成部分参数的选取原则，通过计算，对涡轮增压器各个部分进行分析，设计主要内容包括：通过能量流动计算得出压气机叶轮设计参数，涡轮叶轮设计参数，压气机壳体设计参数，涡壳壳体设计参数，喷嘴环设计参数，中间轴的设计参数。
At Present，the engine design widely uses the turbocharging technology .The turbocharging has become the important measures in increasing the engine dynamic performance，improving the economics and the emission. In the vehiele engine area，the gasoline engine applies more and more tutbocharging technology. Especialy for the small displacement gasoline engine，the aplieation of turbocharging technology has drawn more and more attention both at home end abroad.The turbo charger has a marked compress effect when the engine runs in a high speed, it has an effective way on increasing the engine power. The turbo charger works depends on the outlet gas of engine which to press the power wheel connecting the shaft by which to let the press wheel run, then the press wheel pressurizes the inlet air send them into the pipe of the engine inlet system.By the calculation of the turbo charger the specification introduces the principle how to design the construction of the turbo charge. This specification mainly includes: achieve the press wheel date of design by the calculation of the heat circle, achieve the design date of the power wheel, design of the shells of the turbo charger, design of the inlet ring and the design of the middle shaft.Key word: turbocharger，engine，operating principle，handlingAbstract Ⅱ第1章绪论101.1 概述 11.1.1发动机进气增压技术简介 11.1.3 发动机进气增压的基本原理 21.2进气增压系统的分类及简介 51.2.1进气增压系统的分类 51.2.2进气增压系统简介 62.1涡轮增压器的工作原理102.2涡轮增压器设计的一般步骤102.3确定流量。
BM带小叶片的高压比压气机叶轮设计BladeGen实例
HP Compressor Impeller with Splitter 带小叶片的高压比压气机叶轮
Concepts 概念
? In this tutorial we will:
? Input initial design parameters ? Input initial angle/thickness parameters ? Optimize the meridional view ? Adjust the blade angles ? Define the shape of LE and TE ? Save your work
? Go back to the Project page and open DesignModeler (click New geometry)
? Use the same units that were defined in BladeGen (mm)
20
BladeEditor
? Click the BladeEditor icon
? Nominal wrap angle of 85°包角85 ° ? Thickness of 3 mm ? Number of bridional View Optimization 子午面视图优化
? Optimizing the Meridional View优化子午面视图
9
Blade Angle Distribution 叶角分布
? After the blade angle adjustments, the angle distribution on the hub and shroud will look like as presented below:
涡轮增压器构造及原理
涡轮增压器构造及原理
嘿，朋友们！今天咱来聊聊涡轮增压器，这玩意儿可神奇啦！
你想想看，汽车就好比是一匹马，那涡轮增压器呢，就像是给这匹马加了一双翅膀，让它能跑得更快更猛！
涡轮增压器主要是由涡轮和压气机这两大部分组成的。
涡轮呢，就像是一个小风车，废气从这里吹过，它就呼呼地转起来啦。
而压气机呢，就负责把空气使劲往发动机里送，让发动机能有更多的“粮食”吃，这样就能产生更大的动力啦。
这就好比人跑步，要是能大口大口地吸气，那是不是就能跑得更有力气呀？涡轮增压器就是让汽车的“呼吸”更顺畅、更有力的秘密武器！
那涡轮增压器是怎么工作的呢？当发动机工作的时候，会排出废气，这些废气可不会白白浪费掉哦，它们会推动涡轮快速转动。
涡轮一转，就通过轴带动压气机也转起来啦。
压气机一转，就把外面的空气压缩后送进发动机里。
这样一来，发动机就像打了鸡血一样，动力蹭蹭往上涨啊！
你说神奇不神奇？这就好像是给汽车施了魔法一样。
而且啊，涡轮增压器让汽车在不增加太多油耗的情况下，获得更强的动力，这多划算呀！就像是花一份钱，得到了两份好处，这买卖多值！
不过呢，涡轮增压器也不是没有缺点的啦。
它就像是一个娇贵的小公主，得好好照顾着。
比如说，使用的时候要注意温度，不能让它太热了，不然它会不高兴的哟。
还有啊，保养也要跟上，要定期检查和维护，不然它要是闹脾气了，那可就麻烦啦。
但总的来说，涡轮增压器真的是汽车的好帮手呀！它让我们的驾驶体验更加棒，让汽车变得更加强大。
所以啊，大家可别小看了这个小小的涡轮增压器，它可是汽车世界里的大明星呢！有了它，我们的汽车才能跑得更快、更稳、更带劲！你说是不是呀？。
旋转机械—CFx
方法/步骤1. 1 打开workbench软件，如图2. 2 鼠标左键按住“BladeGen”并拖动到如图位置3. 3 再将"Turbogrid"拖动到如图位置4. 4再将“CFX”拖动到如图位置，到这里已经建立好了用CFX进行旋转机械分析的基本流程了，“BladeGen”用来建立旋转机械模型，“Turbofrid”用来划分旋转机械网格，“CFX”用来求解，后处理及查看结果。
5. 5 双击打开“BladeGen”，准备建立模型，如图6. 6 打开之后如图7.7 单击新建按钮，如图所示8.8 出现如图所示9.9 选择“normal Axial”，如图10.10 选择“Ang/Thk”模式，如图11.11 修改如图参数，参数值如图所示12.12 点击“ok”13.13由于教程篇幅过大，手把手教你使用BladeGen进行旋转机械分析建模教程分为三篇：《（手把手）旋转机械BladeGen建模教程（1/3）》，《（手把手）旋转机械BladeGen建模教程（2/3）》，《（手把手）旋转机械BladeGen建模教程（3/3）》请继续看下一篇《（手把手）旋转机械BladeGen建模教程（2/3）》方法/步骤1. 1接上一篇，单击“ok”后，如图所示2. 2将叶片与旋转轴角度设置为15，叶片数设置为13，Ang设置5，厚度设为3，如图所示3. 3 点击“ok”，如图4. 4 说一下，这四个框图表示的什么意思，如图5. 5 单击“Model”，“Properties”，如图6. 6 打开如图所示7.7将“component type”改为“fan”，将“model units”改为“mm”，如图所示8.8 点击“ok”后，如图9.9 单击“blade”“properties”，如图所示10.10 打开后，如图所示，也就是打开叶片属性设置11.11 选择“LE/TE Ellipse”，如图12.12 将“TE Type”设置为“Ellipse”，如图13.13 单击“ok”，如图所示14.14由于教程篇幅过大，手把手教你使用BladeGen进行旋转机械分析建模教程分为三篇：《（手把手）旋转机械BladeGen建模教程（1/3）》，《（手把手）旋转机械BladeGen建模教程（2/3）》，《（手把手）旋转机械BladeGen建模教程（3/3）》上一篇请查看：《（手把手）旋转机械BladeGen建模教程（1/3）》本篇为：《（手把手）旋转机械BladeGen建模教程（2/3）》请继续看下一篇：《（手把手）旋转机械BladeGen建模教程（3/3）》方法/步骤1. 1接上一篇，点击，如图所示2. 2 点击后，如图所示3. 3 点击这个全圆周显示，如图4. 4 点击后，如图所示5. 5 点击实体圆周显示，如图6. 6 点击后，如图所示7.7保存模型,注意：只能用英文或者数字名字，并保存在英文或者数字的目录下，名字及路径严禁用中文，否则会出错，如图8.8 弹出如图对话框9.9我这里保存在D盘根目录下，名字为fengji,（路径和名字严禁有中文）10.10 保存文件中，可以查看一下，如图11.11 此时，模型已经建立完毕，等待下一步网格划分12.12上一篇请查看：《（手把手）旋转机械BladeGen建模教程（2/3）》本篇为：《（手把手）旋转机械BladeGen建模教程（3/3）》请继续看下一篇：《旋转机械TurboGrid网格划分教程（1/3）》方法/步骤1. 1接上一篇，双击“TurGrid”，如图2. 2 打开之后如图所示3. 3设置页顶间隙，双击“Geometry”“Blade Set”“Shroud Tip”如图所示4. 4出现如图所示5. 5打钩，选择“constant span”，然后“sapn”为0.95，如图6. 6 单击“apply”，如图7.7 选择“Topology Set（suspended）”右键8.8 取消选择“suspended object updates”，如图9.9去掉勾后，自动生成如图所示（此步，软件完成叶轮流道网格拓扑结构的划分）10.10同时，“Topology Set(Suspended)”变为“Topology Set”，如图所示11.11上一篇请查看：《（手把手）旋转机械BladeGen建模教程（3/3）》本篇为：《旋转机械TurboGrid网格划分教程（1/3）》请继续看下一篇：《旋转机械TurboGrid网格划分教程（2/3）》方法/步骤1. 1接上一篇，双击“Topology set”，如图2. 2 双击后，如图所示3. 3这里有两种拓扑优化方式“ATM Optimized”和“Traditional with control point”，此处选择“ATM Optimized”,如图4. 4 点击“apply”，如图5. 5 双击“mesh data”6. 6 双击后，如图所示7.7 将方框拉大，便于查看，如图8.8 按照如图参数进行设置，如图。
涡轮增压器规格参数之AR值、Bar值、Lag值、叶缘间隙、Trim值
涡轮增压器规格参数之AR值、Bar值、Lag值、叶缘间隙、Trim值随着国内汽车改装的发展，一些改装发烧友开始追求技术的进步，学习汽车改装知识，自己搭配最合适的改装方案。
目前涡轮增压车型快要成为出厂标配，老款不带T的车型就显得有些out了，本期我们就介绍一下涡轮增压器的一些技术规格，帮助哪些想要改装涡轮的车友。
“A/R 值”是压气机壳体（Compressor Housing）及涡轮壳体（Turbine Housing）的几何特性数字。
A（Area）指压气机壳体的出风口（或涡轮壳体入风口）对应以上中心点所在的横截面积。
R （Radius）为涡轮轴承中心到压气机出风口（或涡轮进风口）横截面（涡轮半径线绕360 度一圆周后）中心点的距离。
A、R两者的比例即为A/R 值。
A/R值分为压气A/R值、涡轮A/R值。
一般而言压气A/R值大，较适合低增压涡轮使用，而压气A/R 值小，较适合高增压涡轮使用，但相对而言压气端A/R 值的大小变化对涡轮性能的影响较小。
排气端的涡轮A/R 值对于涡轮性能就显得非常重要了。
A/R 值越小，即排废气的流速较高，涡轮在低转速区域的增压反应越快，涡轮迟滞减低，涡轮也就能在较低的转速区域取得较高的增压。
但同时A/R 值越小，加大了排气背压，高转速废气流量不足，使高转马力输出有限。
相对的，A/R 值越大，涡轮在低转速域的增压反应便越差，但尽管引擎的低转速增压难以上升，不过在高转速区域却可以产生更大的动力，高转高出力的倾向相当明确。
一般的混搭增压器（Hybrid Turbine）都在既定的压气A/R 值压气机壳体上选用不同的涡轮壳体进行搭配。
总而言之，A/R 值（涡轮A/R 值）小属于低速扭力型涡轮，而A/R 值大则是高转大出力涡轮。
增压值（俗称Bar 值）是影响引擎动力的重要参数之一，它指的是涡轮压气端送入引擎中的空气压力，也就是说压进发动机的空气总量的大小。
增压值一般以kg/cm2、Bar 或是Psi 为单位（涡轮压力表一般以Bar 为单位）。
BM11_W9_AxialTurbinePrsSct
• Design parameters to be entered for the Normal Axial Template:
3/23/2007 © 2007 ANSYS, Inc. All rights reserved.
BladeModeler 11.0 ANSYS, Inc. Proprietary
3/23/2007 © 2007 ANSYS, Inc. All rights reserved.
BladeModeler 11.0 ANSYS, Inc. Proprietary
Inventory #002498 W9-15
• CFX-BladeGen allows the user to create a blade system from scratch, using one of six standard initial configuration types. For this example, a Normal axial is used. – Select the File | New | CFX-BladeGen Model menu command or toolbar button which will display the Initial Meridional Configuration Dialog – Select the Normal Axial tab – Enter the parameters for the initial blade layout (shown on the following slide). – Be sure to select : Prs/Sct mode in the bottom right corner – Press Enter or select the OK button to continue
CFX涡轮增压器设计学习笔记 BM BladeGen BladeModer.
Anglபைடு நூலகம்/Thickness
Meridional View
Auxilliary View
Angle View
Thickness View
BladeGen 1.新建：Meridional View
• Curves can be defined as: 曲线可以被定义为：
• • • • • Piecewise Linear分段样条 Cubic Spline三次样条 Bezier贝塞尔曲线 Best Fit Polynomial最适合多项式 Arc Segment弧形段
叶片设计 角度/厚度 模型
叶片设计 压力/吸力模型
BladeGen 1.新建
选择压轮类型， 子午面主要参数 和叶型设计角度 /厚度还是压力/ 吸力模式。
BladeGen 1.新建：叶片初始化定义
• 可以定义包角、厚度、叶片数 量
•定义压 力面和 吸力面 主要参 数
BladeGen 1.新建：设计环境
谢谢观看
kevinwang1983@
Hub High Periodic Trailing Edge
坐标系
笛卡尔
子午面
叶面到叶片
坐标系
M versus R*Theta
坐标系
M-Prime versus Theta
坐标系
• The M-R coordinate system is useful for thickness specification since it is a dimensional view. M-R坐标系适合定义叶片厚度 • The M’- coordinate system is useful since it permits the designer to view the blade-to-blade surface in a plane where blade angles are preserved. M-R坐标系适合定义叶片角度。 • The blade profile can be defined using the Angle/Thickness Model or the Pressure/Suction Mode. 叶片轮廓可以定义使用角/厚度模型或压力面/吸力面模式
CFturbo泵叶轮设计教程
•cr——绝对速度径向分量
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CFturbo
6、叶片中线设计
®
泵及旋转机械设计软件
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22/24
CFturbo
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泵及旋转机械设计软件
m-t图
•横坐标t表示叶片弯过的包角 •纵坐标m表示叶片径向坐标 •dM表示叶片中线径向坐标的 微分值 •dT表示叶片中线在某一半径处 切线方向的微分值，因此
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CFturbo
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泵及旋转机械设计软件
3、创建叶轮设计模块
根据输入的额定设计点的工作
参数，CFturbo会根据内置的经 验函数自动匹配参数，设计出一 个默认的叶轮模型； 对于该默认模型，所有设计参 数在设计过程中客户均可手动修 改；
3、若为开式叶 轮则勾选 unshroud，并 输入间隙尺寸
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5/24
CFturbo
选择设计参数
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泵及旋转机械设计软件
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CFturbo
速度三角形
•α为绝对流动角 •β为相对流动角
9、CFD设置
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泵及旋转机械设计软件
若需要对流体域进行CFD 模拟，可设置转子与蜗壳 之间交互面的位置
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CFturbo
10、模型剪切
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泵及旋转机械设计软件
剪切命令用于将叶轮结构和 流体部分分开： •Default trimming，快速， 精度不高 •Extend blade only，与CAD 软件结合 •Solid trimming，输出stl、 step、iges格式或与 CFD/CAE软件结合
Ansys cfx学习文档
CFX 10.0
4-7
© 2005 ANSYS, Inc.
初始值
• 通常我们把一个相应的稳态分析的结果作为初始值，会有利于瞬态计算 的收敛 – 如果一个瞬态计算是从一个初始猜测开始的，那么系统可能需要更 长的时间才能收敛 – 刚开始若干步的瞬态结果可能不真实 – 刚开始若干步可能需要更小的时间步长来避免计算不稳定 如果需要从一个初始猜测开始计算，那么我们将不能使用automatic选项 – 用户需要对初始猜测提供明确的值 – 通常我们采用‘Automatic with Value’选项
CFX 10.0
4-9
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输出瞬态结果文件
• 当后处理需要时（比如：动 画），我们需要输出瞬态的 结果文件 • 选项
– 最小输出
• 只输出有限的几个变量值，不输 出任何网格信息
– 最大输出
• 网格信息，流场信息，网格粘结 控制面信息，边界面上的变量信 息，相间质量流量，混合场和后 处理场
– 只输出边界层信息
• 只适用于混合场
CFX 10.0 4-10
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输出瞬态的统计结果
• 当我们需要从一个非稳态的分析 中得到“平均”结果时 • 选项:
– – – – – – 最小值 最大值 代数平均 均方根 标准方差 以上所有
• 输出变量列表 • 开始/终止时的循环列表（可选） • 也可以提供重新开始计算以后的 信息
– – – – – – 水箱注水 污染物扩散 波动的边界条件 涡的产生和发展 振动流 二次循环区
CFX 10.0
4-2
© 2005 ANSYS, Inc.
如何求解瞬态问题？
• 瞬态问题通常通过求解很多离散时间点上的稳态结果 来实现 • 每个稳态结果是通过该时间点内一定数量的内部循环 来达到的。该循环叫做: “coefficient loops”. 它们代 表了每一个时间步长内的循环步数。. • 当前时间点上的稳态结果的计算是以上一个时间点上 稳态结果为初值。两个时间点之间的间隔成为我们瞬 态时间步长: “Transient Time Step” • 该过程会一直被重复，直到模拟时间达到总体时间 “Total Time”。 • 因此我们不应感到奇怪。瞬态模拟所需要的CPU时间 要远远大于稳态模拟。
CFX13_B_Turbo
– Boundary Templates:
• Pt inlet - Ps outlet • Pt inlet - mass flow outlet • Mass flow inlet – Ps outlet
– Interface Type:
批注本地保存成功开通会员云端永久保存去开通
Appendix B Turbo Pre and Post
Introduction to CFX
ANSYS, Inc. Proprietary © 2010 ANSYS, Inc. All rights reserved.
B-1
Release 13.0
Turbo Pre
– Option to quit CFX Pre
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B-10
Training Manual
Release 13.0 December 2010
Turbo Pre and Post
B-4
Release 13.0 December 2010
Turbo Pre and Post
CFX-Pre Turbo Mode
1. Basic Settings – setup axis of rotation and coordinate frame源自Training Manual
ANSYS, Inc. Proprietary © 2010 ANSYS, Inc. All rights reserved.
ANSYS, Inc. Proprietary © 2010 ANSYS, Inc. All rights reserved.
长城汽车涡轮增压器培训课件
行，以免赃物粘在油底壳。
9.检查润滑油牌号必须符合发动机制造厂商的要求，机油等级不
能低于15W/CD40
二、增压器更换安装时注意事项
1. 将增压器装在发动机上。增压器进油口、回油口和涡轮进气口、 出气口及压气机端进出气口密封件应保证完好，使之管路连接可靠。 否则会引起漏油或啸叫。安装后，向增压器进油口加注干净的润滑油 作预先润滑，并用手拨动，转子转动要灵活。
6.切勿拆动推杆上有防拆记号的调节螺母 7.按发动机说明书要求检查空气滤清器并清洗滤芯，否则会造成压气
机端漏油等问题 8.应严格按照发动机厂商规定牌号的润滑油和推荐的润滑油滤清器 9.检查增压器壳体有无过热变色，裂缝或损坏现象，如有，应立即更
换。当增压器有异响时，决不能继续使用，应停机检查以消除异响。
更换 检查发动机
3．异常响声及震动
故障及原因
排除方法
压气机喘 震
进气道受污、叶轮变型 涡壳、压壳变型或异物进碰擦叶轮
清洗，更换叶轮 检查更换、清除
排气伐门打不开，增压器超速
轴承或轴颈过度磨料磨损、推力轴承 磨损、叶轮扫膛
检查更换 更换增压器
发动机
发动机缺缸工作、游车、怠速过低、 检查调整发动机 进气支管漏气
增压器工作原理图
第三节 废气涡轮增压器常见的故障及排除
方法
涡轮增压器是一种在高温环境中超高速旋转的机械， 其工作转速可达50000-240000r/min，如此高速旋转的机 械往往会因使用不当而造成损坏，使用户蒙受一定的经济 损失。我国目前所使用的增压器无论是国产的，还是进口 的，使用寿命往往都达不到预期的使用年限，其原因90% 以上是因操作维护保养不科学或不及时造成，为此我们将 市场上出现故障率较高的几大类型进行分析：
推荐-涡轮增压器设计培训资料 精品
3.8
3.6
小的涡壳
3.4
3.2
Pressure Ratio
3.0 大的涡壳
压 2.8 缩 2.6 比
2.4
2.2
2.0
1.8
1.6
1.4
1.2
1.0 0
25
50
75
100 125 150 175 200
Flow Parameter [kg/s * sqrt(K)/MPa] 流量参数
涡壳通流能力曲线
Given the equation derived from the definition of Volumetric Efficiency;由容积效率定义得出方程式:
min
=
ηRvo´l
´ D´ N ´ Pref NRPC´Tref
Make the following assumptions/approximations;做下面的假设/近似值
压 2.8 缩 2.6 比 2.4
2.2 2.0 1.8 1.6 1.4 1.2 1.0
0
25
50
75 100 125 150 175 200
Flow Parameter [kg/s * sqrt(K)/MPa] 流量参数
3.8
3.6
3.4
3.2
Pressure Ratio
3.0
2.8
压 缩
2.6
At the turbine, 涡端膨胀 expansion ratio will 比增大
increase
25
50
75 100 125 150 175 200
Flow Parameter [kg/s * sqrt(K)/MPa] 流量参数
涡轮增压器设计培训资料
工作原理
发动机排出的废气通过排气歧管 进入涡轮增压器的涡轮，驱动涡
轮旋转。
涡轮通过轴与增压器的压气机相 连，将旋转动力传递给压气机叶 片，使空气被压缩后进入发动机
气缸。
通过压缩空气，可以增加发动机 的进气量，提高燃烧效率，从而
提高发动机功率。
类型与分类
按增压方式
机械增压、废气涡轮增压、复合增压等。
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04
涡轮增压器设计优化
空气动力学优化
总结词
提高进气压力和流量，降低涡轮增压 器内部阻力。
详细描述
通过改进进气道设计、优化涡轮叶片 形状和角度，减少空气流动过程中的 摩擦和阻力，提高进气压力和流量， 从而提高发动机的功率和扭矩。
热力学优化
总结词
降低增压器热负荷，提高冷却效率。
详细描述
通过优化增压器内部热交换器设计，改善冷却液的流动和热传导性能，降低增 压器热负荷，防止过热引起的性能衰减和零件损坏。
实现方法
效果评估
利用有限元分析和优化设计软件，进行多 目标优化和轻量化设计。
通过试验验证轻量化设计的可行性和优越 性，评估其对性能的影响。
06
设计软件与工具介绍
CAD软件
总结词
CAD软件是涡轮增压器设计过程中最常用的工具之一，用于创建和编辑涡轮增压器的三维模型。
详细描述
CAD软件提供了强大的建模和编辑功能，允许设计师根据设计需求创建精确的三维模型。通过CAD软 件，设计师可以方便地进行零件的组装、修改和优化，为后续的CFD分析和FEA分析提供基础数据。
强度高的材料
为了确保增压器的稳定 性和可靠性，应选用强
度高的材料。
制造工艺
铸造工艺
ANSYS CFX-TurboGrid 2.2 涡轮机械流体分析
ANSYS CFX-TurboGrid 2.2 涡轮机械流体分析用CFD分析涡轮机械时，叶栅通道网格是决定CFD分析效果的重要而又挑战性的因素。
CFX-TurboGrid专为解决这一问题而开发。
CFX-TurboGrid的根本出发点是高效、自动化和高质量，因此CFX-TurboGrid采用了创新性的网格模板技术，结合参数化能力，工程师不仅可以既快又简单地为绝大多数叶片类型生成高效高质量网格，而且叶片的设计和分析更紧密地耦合在了一起。
CFX-TurboGrid为设计者提供了一个非常简单易用而又高效的设计环境，力求简化用户输入，所需用户提供的只是叶片数目，叶片、轮毂和外罩的外形数据文件。
它具有一个设计人员熟悉的二维blade-to-blade视窗，消除了在三维透视图中因视觉效果而导致的尺寸变形，并具有一个二维的子午面视窗，可用来观察流动通道和叶片位置。
用户设计网格时，通过控制面板以交互方式进行。
CFX－TurboGrid的丰富的预定义网格模板几乎包括所有叶轮机械的叶片：从轴流、径流到混流，从压缩机、涡轮机到各种水泵，其专业性还包括考虑了叶片间隙，并能处理大小叶片等方面。
CFX-TurboGrid的最新版本2.2，CFX-TurboGrid是一个给旋转机械设计师和工程师使用的专业软件工具，结合了ANSYS CFX中旋转机械CFD仿真的专业知识和ANSYS ICEM CFD 领先的网格生成技术。
在设计旋转机械的叶片进行CFD分析时，CFX-TurboGrid被用于创建高质量的特殊网格。
在机器性能增长很小就能产生巨大产量增长的行业，为工程仿真提供快速网格剖分能力将带来很大利润。
CFX-TurboGrid 能为泵、涡轮机、压缩机、风扇、转矩变换器、喷嘴和其他种旋转机械进行网格划分。
CFX-TurboGrid 2.2版本，主要提高的是CFX旋转机械网格生成的功能，为各类轴向和径向的旋转机械叶片部件提供了快速、自动、灵活和高质量网格。
CFturbo泵与旋转机械设计解决方案
2.2 CFturbo 软件介绍
CFturbo 是专业的叶轮及蜗壳设计软件，该软件结合了成熟的旋转机械理论 与丰富的实践经验，基于设计方程与经验函数开展设计，并且能够根据用户积累 的专业技术和设计准则来定制特征函数。作为一个便捷高效的工程设计软件， CFturbo 广泛应用于离心泵、混流泵、离心风机、混流风机、压缩机、涡轮等旋 转机械的设计，只需要给出流量、效率等性能需求，就可以自动生成叶轮及蜗壳 造型。
CFturbo 庞大的经验函数数据库是公司多年以来通过大量的咨询项目积累得 到的，参数化的设计使得软件的通用性更强，完备的接口可以保证模型向多种 CFD/FEM 前处理工具输出。通过 CFturbo 与其他建模和方针工具结合，便可以 实现从设计到仿真，从优化到生产制造的整个过程的一体化，从而为泵等旋转机 械的设计单位提供一体化的解决方案。
最后生成如下图所示的叶轮结构。
接下来，对该叶轮进行蜗壳设计。首先，将该模型导入 CFturbo 的蜗壳生成 界面，CFturbo 会根据叶轮设计参数自动计算蜗壳参数与其匹配。
选择蜗壳的截面形式，包括椭圆形、矩形、圆形等形式供用户选择。 然后设计蜗壳尺寸，包括涡旋角度、蜗壳出口尺寸等等。 最后，进行扩散器的设计，包括扩散器型式，长度、扩散器出口直径等等。
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BladeGen 1.新建：Angle View
Curve defining beta Curve defining theta End Angle End Angle with Beta Slope = 0
Can define blade angle by: Wrap Angle Distribution (m-theta) Flow Angle Distribution (m-beta)
PS/SS
Angle/Thickness
Meridional View
Auxilliary View
Angle View
Thickness View
BladeGen 1.新建：Meridional View
• CurLeabharlann es can be defined as: 曲线可以被定义为：
• • • • • Piecewise Linear分段样条 Cubic Spline三次样条 Bezier贝塞尔曲线 Best Fit Polynomial最适合多项式 Arc Segment弧形段
谢谢观看
kevinwang1983@
CFX涡轮增压器气动开发
Kevin Wang
2014-8-3
Kevin Wang
Ch 1 BladeModeler叶型设计
BladeModeler是一家专业、易用的工具的快速三维旋转机械组件的设计软件。
旋转机械基础
Leading Edge Low Periodic Tip Gap Shroud
Hub High Periodic Trailing Edge
坐标系
笛卡尔
子午面
叶面到叶片
坐标系
M versus R*Theta
坐标系
M-Prime versus Theta
坐标系
• The M-R coordinate system is useful for thickness specification since it is a dimensional view. M-R坐标系适合定义叶片厚度 • The M’- coordinate system is useful since it permits the designer to view the blade-to-blade surface in a plane where blade angles are preserved. M-R坐标系适合定义叶片角度。 • The blade profile can be defined using the Angle/Thickness Model or the Pressure/Suction Mode. 叶片轮廓可以定义使用角/厚度模型或压力面/吸力面模式
叶片设计 角度/厚度 模型
叶片设计 压力/吸力模型
BladeGen 1.新建
选择压轮类型， 子午面主要参数 和叶型设计角度 /厚度还是压力/ 吸力模式。
BladeGen 1.新建：叶片初始化定义
• 可以定义包角、厚度、叶片数 量
•定义压 力面和 吸力面 主要参 数
BladeGen 1.新建：设计环境