摘要：提出一种基于悬浮式设计的涡轮增压器轴向力测量方案,解决涡轮增压器轴向力测量范围窄和零点漂移问题,通过试验测量了增压器转子轴向载荷。进一步建立包含轮背间隙、密封环间隙的增压器压气机和涡轮仿真分析模型,基于试验结果验证模型的可靠性,并应用该模型研究揭示了增压器压轮和涡轮轴向力随工况的一般变化规律。研究结果表明:外吹状态时,在同一转速下增压器转子轴向力值随压气机端质量流量的减小而增大;自循环状态时,在转速低于额定转速时,增压器转子轴向力随转速的增加而增大,在转速高于额定转速时,增压器转子轴向力随转速的增加而减小;同一转速下,除喘振点附近,压气机轴向载荷随入口质量流量的减小而增大,涡轮轴向载荷随涡轮入口质量流量的增加而增大;压端和涡端轴向载荷最大的两个区域均为叶轮背盘和叶轮轮毂,且两区域轴向载荷方向相反。

摘要：两级可调增压系统具有高度结构紧凑性,系统间存在气流相互干涉产生的强耦合作用,从而导致涡轮性能发生变化。从可调两级增压系统级间流场测量手段展开论述,详细探究了涡轮入口流场测量方法,设计了一种基于X型恒温热线风速仪的全自动步进测量方法,测量了35°旋流发生器在径流涡轮入口处产生的旋流。测量结果表明,随着质量流量的改变,旋流角的大小与旋流发生器叶片偏转角度保持一致,稳定在35°~36°之间,旋流的轴向速度与切向速度变化趋势相同,由管壁向管道中心逐渐增大且在圆心处增加至最大。该研究验证了X型二维热线测量涡轮入口旋流的可行性和精确性,为两级可调增压系统管内流动测量方法及管路结构优化设计提供了参考。

摘要：为了探明脉冲来流下蜗壳详细设计参数对转子进口流动时空变化及气动性能影响机理,提高涡轮效率,采用三维非定常数值模拟方法,研究了蜗壳出口半径、蜗壳截面形状和进口导管角对涡轮流动特性的影响。结果表明:蜗壳出口半径增大,可以有效抑制蜗舌引起的周向畸变,在脉冲波峰时刻降低蜗舌附近叶片吸力面熵产率,在脉冲波谷时刻降低叶片压力面熵产率,可提高涡轮气动性能;梨形截面蜗壳优于圆形截面蜗壳,降低了蜗舌处熵产率;进口导管角主要影响蜗舌处的气体流动,导管角增大使蜗舌处流动畸变增强,并使得蜗壳等效A/R值增大,质量流量(MFP)增加。

摘要：电机外置式电辅助增压器几乎不改变传统涡轮增压器结构,具有电动化改造简单、电机热负荷小等优点,是电辅助增压的重要技术路线之一。针对电机外置式电辅助增压器,开展了基于加速性能的高速永磁电机与涡轮增压器匹配方法研究,设计了超越离合器结构以实现高速电机与涡轮增压器之间的连接与断开,建立了电辅助增压器转子轴承系统动力学模型并进行了转动稳定性分析,完成了电机外置式电辅助增压器的集成设计与样机试制。基于电辅助增压器样机开展了加速响应性研究,试验结果表明,在电机辅助下增压器加速响应时间缩短25.9%。

摘要：可调两级增压系统中的低压级涡轮受高压级涡轮及上游管道的影响,其进口流场存在较强的旋流,进而该涡轮性能较均匀直流进气条件时呈显著异化现象。针对该问题,本文基于旋流发生器手段,开展进口旋流条件对径流涡轮性能影响的机制研究。结果表明,旋流改变了涡轮进口处的流场分布形态,并在蜗壳通道内产生周向畸变,从而改变周向上各叶轮进口的气流分布,造成蜗壳和叶轮内的显著流动损失异化。随着旋流强度的增大,涡轮效率的下降幅度越大,最大下降约4.1%。该研究探明了不同进口旋流条件下径流涡轮性能的异化机制,为两级可调增压系统高效涡轮设计提供了理论参考。