当今世界的我们正在面临能源短缺的严峻问题,人们对于能源的过分开发已经对我们的生活造成了极大的威胁,对环境的污染也越来越严重,这种现状就促使着人们意识到了应该正确面对能源和环境问题。面对这一严峻问题,涡轮增压技术的研发为解决环境和能源问题提供了极大的帮助。机车制造研发技术已经成为了人们高度关注的话题,涡轮增压技术无疑是这一领域的关键核心。涡轮机是涡轮增压系统中最重要的部件之一,涡轮机的性能好坏直接影响了涡轮增压器的工作效果优劣,进而间接的影响到了发动机在整个工作运行中输出效率的大小。在本文中,将zn310g轴流式涡轮增压器作为研究对象,在此涡轮机的基础上,对涡轮机喷嘴环进行优化设计,并对喷嘴环流场进行模拟分析,对不同结构喷嘴环的性能进行比较和分析,在高速和低速工况下选择合适的喷嘴环以达到优化的目的。首先,使用三维建模软件CATIA对涡轮机喷嘴环,叶轮和主轴三个零件进行建模,并对喷嘴环叶型进行了改造,并且对模型进行装配。在设计中主要对喷嘴环叶片的厚度和数量进行优化设计,改造出六种不同结构的涡轮机模型,最后对这六种结构的涡轮机模型在ANSYS ICEM CFD软件环境下进行网格划分,得到喷嘴环流场的计算模型。在做流场分析时采用高速和低速两种工况,高工况指的是发动机的额定工况,低工况数据采用的是高工况数据的40%,通过ANSYS Fluent流场分析软件,对这六种结构的喷嘴环进行内部流场分析,得到速度、温度和压力云图,并得到喷嘴环出口的速度和压力值,综合比较六种不同结构的涡轮机喷嘴环在高低两种工况下的出口云图及数据,分析得出优化结论——装有28个5mm厚度叶片的喷嘴环适用于zn310g涡轮增压器,最后减小喷嘴环叶片厚度,将其计算结果与优化结果作比较,验证了优化结果的可行性。