增压器效率提升是实现发动机热效率提升及节能减排的关键核心技术之一。增压器转速及压比随发动机强化程度提升而明显增加,可靠性面临更加严峻挑战。润滑油泄漏和止推轴承磨损是增压器主要故障模式。止推轴承不仅影响增压器可靠性,还对机械效率产生重要影响。压气机轴向力是止推轴承设计的关键数据。原先对压气机轴向力的研究更多集中于气动部件、转速及压比等,关于轮背结构、叶轮流道与扩压器配合、进气压力、密封系统等对压气机轴向力的影响则研究较少。有必要对压气机轴向力进行进一步研究,对于提升增压器可靠性及效率特性等具有重要意义。本文采用NUMECA软件针对WT05增压器的压气机轴向力研究,重点分析了叶轮内部及出口、轮背结构及密封系统的流场特点。本文首先对比分析了轮背结构的进口、转折、出口宽度调整对压气机轴向力、效率及密封性能的影响,探讨了轮背结构中的流场特点,阐述了轮背不同部分的设计注意事项。其次研究了叶轮流道与扩压器不同配合距离对压气机轴向力、效率及密封性能的影响,探讨了叶轮内部及出口的流场特点,阐述了叶轮流道与扩压器配合的设计要点。然后研究了不同转速下的压气机轴向力特性,重点对低转速和进气压力降低情况下的压气机轴向力、效率及密封性能进行了研究,阐述了压气机轴向力的设计边界。最后研究了密封环间隙、数量及开口配合角度对压气机轴向力、效率及密封性能的影响,结合具体工程经验,给出了密封环关键设计要素的推荐值。本文主要创新部分在于建立了较为准确的仿真计算模型,对影响压气机轴向力、效率及密封性能的结构尺寸及机理等进行了研究,仿真计算方法还为解决困扰增压器厂家的润滑油泄漏和止推轴承磨损等故障拓宽了思路。研究了轮背结构不同部分的影响,加深了对轮背结构作用的理解,为通过优化轮背结构来改善压气机轴向力、效率及密封性能等提供了设计参考,弥补了以往研究的不足。首次研究了叶轮流道与扩压器配合对压气机轴向力、效率及密封性能的影响,综合压气机轴向力及效率阐述了叶轮流道与扩压器配合的设计要点,弥补了以往研究的不足,可为设计高效高可靠性压气机提供设计参考。总结压气机轴向力并不一定随压比增加而增加,而与叶轮流道与扩压器配合有重要关系。提出了新的解决润滑油泄漏的方法,具有较大工程应用价值。