高原环境增压器离心压气机特性试验研究.pdf

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1、第52卷第20期机械工程学报Vol.52No.202016年10月JOURNALOFMECHANICALENGINEERINGOct.2016DOI：10.3901/JME.2016.20.151高原环境增压器离心压气机特性试验研究李书奇刘畅胡力峰邢卫东杨震寰(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)摘要：针对所研制的高压比涡轮增压器压气机，基于构建的进气高原模拟试验台架，开展高原环境下车用增压器压气机特性试验分析与研究，以探讨高压比压气机高原特性的变化规律，并获得相应的验

2、模试验数据。结果表明：在高原环境下，随着海拔的升高，压气机质量流量减小，同转速下最高压比基本保持不变，效率、雷诺数有所降低。海拔自1000m升高至4500m，质量流量减小26%～44%，效率降低1%～3.5%，压气机进口气体雷诺数降低约30%，近50%以上工况不满足雷诺数处于自模区假设。同时，压气机稳定工作流量范围拓宽，最高可拓宽11%，发生在高压比高转速工况。随海拔的升高，压气机体积流量减小，体积流量特性变化幅度较小，约3%(小于折合质量流量变化特性)；因此，忽略系统效应的喘振线差异，可以采用

3、体积流量特性进行变海拔高原环境离心压气机特性及内部流动对比研究。在高原环境下，以折合参数绘制的通用特性与零海拔特性差别较大，尤其是4500m海拔，不具备较好的可比性和参照性；而以相似参数绘制的通用特性同时也存在差异，但与折合流量特性、实际流量特性相比，随海拔变化最小，可用于不同海拔特性对比研究。由于雷诺数变化的影响，离心压气机特性随海拔高度存在差异，以马赫数相似为基础的特性曲线绘制方法存在偏差，不再有效；此时，对压气机在高原特性的研究，需要采用实际流量和实际转速；但在不同海拔特性曲线对比研究方面

4、，采用相似参数为基础绘制的特性曲线具有较好的直观可比性。关键词：离心压气机；特性；高原环境；雷诺数；增压器中图分类号：TK421ExperimentalInvestigationonCentrifugalCompressorPerformanceCharacteristicsofPlateauEnvironmentforVehicleTurbochargerLIShuqiLIUChangHULifengXINGWeidongYANGZhenhuan(ScienceandTechnologyonD

5、ieselEngineTurbochargingLaboratory,ChinaNorthEngineResearchInstitute,Tianjin300400)Abstract：Forthehighpressureratiocentrifugalcompressorofturbocharger,basedonplateauenvironmentsimulationtestrigforinletenvironmentsystem,dostudyonexperimentalinvestigat

6、ionforimpactoncompressorperformanceathighaltitudeinordertodealwiththeproblemofcompressorcharacteristicestimationwithdieselengineatplateauregions.Theresearchdataanalysisshowthefollowingconclusions:Atthehighaltitude,themassflowrateofcompressordecrease,

7、themaximumpressureratioatthesamespeedholdapproximatelyinvariability,buttheefficiencyandReynoldsnumberreducetoo.From1000maltitudeto4500maltitude,themassflowratedecreaseby26%-44%,andtheefficiencyhave1-3.5percentagefall.TheinletReynoldsnumberdecreaseby3

8、0%,causetomorethan50%operationoutoftheself-modecriticalregion.Thestableflowrangeisgoingtobroad,andthemaximumincreaseis11%.Thevolumeflowrateofcompressordecreaseathighaltitudefrom1000maltitudeto4500m,themaximumflowratedecreaseis3%,smallerthanthereferre