论文部分内容阅读
随着全球汽车保有量飞速增长,对汽车节能减排的呼声越来越高。涡轮增压器发动机利用发动机燃烧室排出的具有一定压力和温度的尾气推动涡轮做功,并驱动压气机实现对空气的压缩。在回收发动机尾气的能量的同时,能较好地解决以往无法兼顾的燃油经济性和动力性问题,且在动力性能与环保性能之间也可取得很好的平衡。本文在查阅国内外相关文献的基础上,总结了汽油机增压的背景、目的、方法及意义,然后以472QZ型汽油机(排量1.5L)为匹配原机,从汽油机基本参数入手,用理论计算、经验设计和实验匹配相结合的研发思路,对涡轮增压器进行了匹配设计研究。论文的主要内容及结论总结如下：(1)总结了涡轮增压器各部分之间以及汽油机与涡轮增压器匹配的原则,可为汽油机增压器的设计提供方向性指导。(2)通过对472QZ型汽油机的相关数据分析,确定了设计点下增压器压比和增压器流量分别为1.84和0.052kg/s,并据此对压气机叶轮和涡轮结构进行热力计算,确定了压气机叶轮和涡轮结构尺寸,进而得出了压气机叶轮和涡轮的结构尺寸及外型尺寸,并定名为JQ48。(3)运用NUMECA软件对涡轮机端的涡轮叶顶间隙、涡轮进口绝对气流角、涡轮箱出口扩压和涡轮排气管结构等关键性能参数进行了优化分析,确定出了最佳设计参数,并为发动机厂设计排气管提供参考。(4)利用湖南天雁机械有限责任公司实验台架对JQ48型涡轮增压器进行压气机特性实验,绘制了压气机特性曲线。并利用国内某发动机实验室进行发动机与增压器的联合匹配实验,绘制了472QZ型汽油机与JQ48型涡轮增压器联合运行的外特性曲线。运行实验结果表明,与该非增压汽油机相比,增压后472QZ型汽油机在设计点(n=2400r/min)的转矩增加了58.2%,功率提高了58.5%,油耗降低了18.7%。满足设计要求。本文研究成果证明了涡轮增压技术在提高汽油机动力性、燃油经济性方面的作用,同时给出了利用理论计算、优化分析与实验相结合的汽油机增压器设计方法,具有较高的实用价值。