不同阀门结构在阀门小开度下对部分进气涡轮性能的影响.pdf

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1、2011年第4期(总第124期)内燃机与动力装置I．c．E&Powerplant2011年8月【模拟计算】不同阀门结构在阀I'-]J3＼开度下对部分进气涡轮性能的影响刘莹，王桂华，朱智富，纪旭娜．袁道军(1．山东大学能源与动力工程学院，山东济南250061；2．康跃科技股份有限公司，山东寿光262711)摘要：为了满足现在日益严格的排放法规，可变截面涡轮增压器正广泛的应用于车用发动机，针对一种新型的部分进气可变截面涡轮增压器，采用数值研究方法对采用不同阀门结构的涡轮在阀门小开度下的性能及内部流场进行分析，找出了两阀门结构在小

2、开度下的流量调节能力的关系，掌握了两阀门结构涡轮流量相同时的涡轮工作特性和内部流动损失机理。关键词：可变截面；部分进气；阀门；数值模拟中图分类号：TK421．8文献标志码：A文章编号：1673—6397(2011)04—0031—06NumericalSimulationStudyonPartialInletTurbinePerformancewithDiferentGateStrucutreatSmallOpeningConditionLIUYing。，WANGGui—hua，ZHUZhi—fu，JIXu—na，YUAND

3、ao—jun(1．SchoolofEnergy&powerengineering，ShandongUniversity，Jinan250061，China；2．KangyueTechnologyCo．，Ltd，shouguang262711，China)Abstract：Inordertosatisfytheincreasingstringentemissionregulations，variablegeometryturbochargerswillbewidelyusedinvehicleengines．Basedonan

4、ewvariablegeometryturbochargerofpartialinlet，theturbineperformanceandinternalflowwithdifferentgatestructureatsmallopen-ingconditionareanalyzedbynumericMsimulationstudy，therelationshipoftheflowadjustmenta—bilitybetweenthetwogatesaref0und．theworkingcharacteristicsand

5、mechanismofinternalflowlossaremasteredwhenthetwoturbineshavethesameflow．KeyWords：VariableGeometry；PartialInlet；Gate；NumericalSimulation值模拟，提出了喷嘴叶片优化的技术措施，通过对新引言设计的喷嘴叶片的蜗壳进行三维模拟以及装机试随着排放法规的日益严格，要求增压器必须具验，得到了比较理想的低流损喷嘴叶片。文献[12]有排气压力和增压压力可调节的功能，因此可变截基于二级增压器研究了两种阀门外置蝶阀

6、和内置旁面增压器成为目前研发的重点。文献[1—6]等针通阀对增压器性能的影响，得出了外置式蝶阀的流对舌形挡板增压器的舌形挡板的形状、开度的范围量调节能力很强，可实现对高压级涡轮的短路，内置以及喷嘴速度的分布等进行了研究，掌握了舌形挡式旁通阀的旁通流量可达总流量的30％以上的结板增压器的工作原理并对舌形挡板进行了优化。文论。但是关于一种新型的通过进气阀门调节进气流献[7—10]等针对可变喷嘴(VNT)涡轮增压器的喷量的部分进气无叶可变截面涡轮的相关研究未发现嘴的叶型、叶片的旋转开度、如何实现与发动机的匹有公开的文献报导。配等做

7、了大量的工作。文献[11]基于可变喷嘴的部分进气涡轮基于三维CFD软件对蜗壳进行了数基金项目：山东省科技创新项目(201030107062)作者简介：刘莹(1987一)，男，山东潍坊人，在读研究生，主要研究方向为内燃机增压。·32·内燃机与动力装置1研究对象介绍2数值模型的建立本文采用两种不同阀门结构的部分进气涡轮作研究以计算模拟的方法进行，计算模拟采用商为研究对象，图1和图2分别为阀门偏置和阀门中业CFD软件NUMECA进行讨‘算分析，阀门偏置方置时的可变截面涡轮结构示意图，两涡轮其它结构案的阀门开5度状态时计算模型的网格

8、分布如图3参数均一致，其中内流道的进气角度为150度，对应所示，本研究分别对阀门偏置和阀门中置方案的阀的外流道的进气角度为210度。涡轮采用脉冲增压门开度为5、10两个状态下进行了模拟计算。采用的方式，蜗壳包括两个左右并列的流道，每个流道又Autogrid模块自动生成了叶轮网格，将蜗壳与I