柴油机增压器BPF噪声控制试验研究

增压器噪声是发动机和整车的主要噪声源,通过对发动机噪声信号的分析从而确定了异响产生的原因为增压器涡轮BPF噪声。通过改进涡轮舌尖结构,改变流场声压分布,降低蜗壳舌尖处的声压变化量来降低对叶片的激励,从而降低增压器的BPF噪声。     

柴油机废气涡轮增压器噪声机理及性能试验研究

分析了船用柴油机废气涡轮增压器噪声机理,开展了增压器噪声频谱分析及声强识别试验研究。试验结果表明:压气机入口气动噪声频谱主要由窄带叶尖间隙噪声(TCN)和离散的叶频(BPF)及其谐次成分组成,涡壳辐射噪声主要是由叶尖间隙噪声和转子轴频及其谐波引起的结构振动而产生的辐射噪声。增压器噪声的能量分布在1～8kHz较宽频率范围内,声功率与转速近似呈线性增加,由50%转速增加至标定转速时,声功率增加近20dB。     

涡轮增压器压气机性能优化设计与研究

从叶轮、扩压器、叶轮与压壳间隙3个方面对压气机性能进行了优化设计、计算与试验研究,结果表明,径斜流式叶轮压气机较径流式叶轮压气机效率更高,弧形出口扩压器压气机较平行直面出口压气机压比和效率更高,减少压气机叶轮与压壳间隙可改善压气机性能,同时减小增压器叶轮与压壳间隙和涡轮与涡轮壳间隙,可以改善增压器与发动机的匹配性能。     

基于试验的压气机气动噪声特性分析

对船舶柴油机大流量、高压比涡轮增压器压气机的气动噪声特性进行分析,借助自循环试验台进行了多工况的气动噪声特性及噪声控制后特性变化研究,结果表明:压气机气动噪声主要由叶片通过频率(BPF)发生的叶片谐次噪声与"电锯"(buzz saw)噪声组成,低转速区域没有明显的叶顶间隙(TCN)噪声出现;压气机进口气动噪声声压级随着转速增大而逐渐增大,同转速下压比越大噪声声压级越高,且气动噪声在进口反射之后呈现不规则传播状态而非球面波推进.在此基础上,安装设计的进气消声器对气动噪声进行控制,通过与敞口测试对比分析消声器对气动噪声特性的影响,结果表明:安装消声器后压气机进口噪声得到了较好的控制,消声器可以在较宽频率范围内抑制BPF噪声,且可使压气机气动噪声辐射声压分布更加均匀.     

乘用车涡轮增压器噪声改善装置设计

为了降低涡轮增压器滞后于发动机运转产生的尾音,设计一种用于改善乘用车增压器噪声的气流切换装置。该装置安装一个与油门传动连接的转换阀,控制旁通管、压气机出气管和发动机进气管管路连通状态。油门松开时,转换阀控制旁通管与压气机出气管和发动机进气管之间管路的交替启闭,降低涡轮增压器的尾音、缩短尾音时长。试验验证表明,设计的噪声改善装置可以降低涡轮增压器最高转速,而且降速平缓,能够有效降低尾音、改善噪声。     

基于逆向工程的涡轮增压器涡轮级三维模型设计

根据现有某型号增压器涡轮级的实物,采用逆向工程技术构建了涡轮级的三维CAD模型.首先对涡轮构建三维模型,然后对涡壳及其通道进行模型构建,再在UG中完成涡轮级的装配.另外,还对备份的组件进行处理,即去除实体部分,同时保留了涡壳通道表面侧以及叶片外围侧的流体空间,为以后通过CFD深入研究涡轮级的特性作铺垫.     

基于正交试验的低速机增压器涡轮排气壳性能优化研究

为提升船用低速机涡轮增压器性能,对增压器涡轮排气壳底部流道结构进行参数化,设计并开展了以效率为优化目标的四因素三水平正交试验优化设计和增压器整机性能试验。首先,采用CFD数值模拟方法对不同参数组合的涡轮气动性能进行了计算,然后对涡轮排气壳底部流道结构参数开展了灵敏度分析,同时针对不同参数组结构开展了内部流场对比分析,明确结构因素对流动的影响机理;在此基础上对优化后方案开展了涡轮特性分析,最后在低速双燃料机平台上开展增压器整机试验验证。分析研究表明：在涡轮进气壳、喷嘴环和涡轮叶片等通流部件结构不变的前提下,涡轮排气壳排气方向轴向长度对涡轮整级效率的影响最大,优化后效率明显提升,设计点总压损失系数降低0.3874,静压恢复系数提升0.537,总静效率提升1.85%,其余工况总静效率最大提升2.4%。试验结果表明：优化后涡轮增压器整机效率在主机燃油模式和燃气模式下的全工况范围内效率均有提升,最大提升幅度分别达到1.4%和2.1%,涡轮性能和增压器整机性能改善明显。     

米勒循环气体发动机增压器涡轮壳温度场数值模拟

为研究米勒循环气体发动机机涡轮壳内表面的温度分布,建立涡轮壳内表面温度与发动机废气温度的关系,通过数值模拟方法建立某型号涡轮增压器的涡轮机有限元模型,采用CFX软件对涡轮增压器涡轮壳进行流-固耦合温度场分析。通过仿真获得涡轮壳体温度场分布,仿真结果表明,最高温度位于放气阀门孔附近,最低温度位于出口法兰。     

某涡轮增压器涡轮叶片断裂故障分析及改进

针对某涡轮增压器涡轮叶片断裂问题,基于ANSYS有限元软件对该涡轮进行强度分析和振动特性分析.结果 表明:该涡轮一阶自振频率较低,一阶倍频比不满足设计要求,共振导致涡轮叶片断裂.在此基础上对涡轮整体结构进行了优化,优化后涡轮叶片一阶自振频率得到提升,叶片断裂问题得到解决.     

涡轮增压器因素引起的柴油机故障

机油消耗量增加：一台日本小松挖掘机的柴油机只用了一年多机油消耗量就迅速增加,且排气管有明显蓝烟冒出,常规检查没有查出原因（“四配套”、气缸垫、曲轴油封等未见异常）。拆检涡轮增压器,发现其压气机叶轮和中间壳之间的。形橡胶密封圈和密封环已严重损坏,从而使涡轮增压器中间壳中的机油经压气机叶轮室被吸入气缸．使排气管冒蓝烟。     

汽油发动机涡轮增压器一种失效模式剖析的研究

随着汽车行业的飞速发展,涡轮增压发动机逐渐成为主流。涡轮增压器的广泛应用,在降低发动机排量的同时提升了功率和扭矩,同时也降低了油耗。由于涡轮增压器是利用发动机排出的废气驱动涡轮运转,所以整个系统需要承受较高的热负荷,同时增压器的工作转速最高可达到200 000 r/min以上,这也对冷却、润滑提出了较高的要求。在如此严苛的工作环境下,增压器经常会出现诸如异响、漏油、超增压或增压压力不足等失效模式。本文针对某型汽油发动机,重点剖析、研究论证增压器出现压端压力失衡(增压后进气管路漏气)失效时,对发动机工作的影响。     

基于声学有限元的柴油机增压器压气机气动噪声研究

为研究船用低速柴油机增压器压气机气动噪声,采用计算流体动力学和声学有限元的混合计算方法进行了数值预测。通过试验对压气机计算模型进行了验证。在3个工况下对压气机非定常流场进行了计算,其中压力脉动被用作声学计算中的声源信息;采用声学有限元方法对压气机气动噪声进行了预测。结果表明:计算流体力学和声学有限元的混合计算方法具有较高的计算精度,可以用于压气机气动噪声数值预测;压气机进口气动噪声主要谱成分为离散单音噪声和宽频噪声;离散单音噪声在叶片通过频率处有明显的指向性,存在两个突出峰值。     

Development of low-noise drag-type vertical wind turbines

In this study, the aerodynamic noise characteristics of Savonius wind turbines were investigated using hybrid computational aero-acoustics techniques, and low-noise designs were proposed based on the understanding of the noise generation mechanism. First, the flow field around the turbine was analyzed in detail by solving three-dimensional unsteady incompressible Reynolds-averaged Navier–Stokes equations using computational fluid dynamics techniques. Then, the aerodynamic noise radiating from the wind turbine was predicted using the Ffowcs Williams and Hawkings equation with the obtained flow field information. Two distinct harmonic noise components—the blade passing frequency (BPF) and harmonics with a fundamental frequency that is much higher than the BPF—were identified in the predicted noise spectrum. The origin of the higher harmonic components was found to be related to vortex shedding from the rotating turbine. Based on this finding, the proposed low-noise design for Savonius wind turbines uses S-shaped blades. S-shaped blades were found to reduce the noise levels of Savonius wind turbines by up to 2.7 dB.     

基于逆向工程的涡轮三维模型的重构

现代车用发动机普遍采用涡轮增压技术,而涡轮是涡轮增压器的关键部件,其结构和精度关系到发动机的动力性、经济性和排放性能。采用现代逆向工程技术,应用UGImageware软件对某增压器的涡轮进行了三维CAD模型构建。提出了涡轮反求的方法,着重研究了涡轮的点云处理、曲线生成、曲面重构,并对涡轮进行了装配。     

增压前后柴油机燃烧噪声的对比分析

通过测量稳态和恒转速增扭矩瞬态工况增压前后影响燃烧噪声的参数,对比分析得出增压前后柴油机燃烧噪声的变化规律.结果表明:增压后燃烧噪声降低,增压对稳态工况燃烧噪声的降低比对恒转速增扭矩瞬态工况明显,增压在中速中负荷工况下,对燃烧噪声的控制效果较好.并从压力高频振荡、气体动力载荷和燃烧室壁面温度对试验结果进行了分析,证明了增压前后燃烧室壁面温度的差异影响增压前后柴油机燃烧噪声.     

注蒸汽对涡轮增压器的影响

水蒸气与燃气混合后的混合气体注入涡轮后,涡轮增压器会出现运行状态的变化。经对注蒸汽后的涡轮增压器进行了热力学的分拆,认为：汽气比的增大使增压器的转速、压气机空气流量和压气机压比增高;注汽温度对压气机压比有较小影响;低工况时,水蒸气的注入使涡轮的折合流量、膨胀比皆增大;在高工况时,膨胀比、折合流量能够增大的幅度减小：不同的汽气比对涡轮效率特性曲线影响较小。     

径流式涡轮性能研究的进展

涡轮特性对涡轮增压器性能具有重要的影响,本文对涡轮特性的研究方法进行了简要的回顾。根据国内外学者对涡轮效率和涡轮流量特性的研究现状,总结了涡轮效率和流量特性的各种试验测量和数值计算方法,并简要分析了这些方法获得的涡轮性能参数的准确性,同时对这些方法各自的优缺点进行了对比。为涡轮增压器生产厂家获得涡轮特性提供参考。最后论文总结了涡轮性能研究方法的特点。     

380ZL柴油机增压器选配及优化

为一款处于设计阶段的三缸柴油机匹配合适的废气涡轮增压器并进行优化,以使发动机达到设计要求。使用AVL公司的boost软件计算出匹配所需增压器的参数,以此为依据选取宁波天力公司的JK48增压器与发动机匹配。但模拟结果未满足设计要求。因此,在原增压器基础上模拟调整压气机与涡轮机,模拟结果显示:发动机与调整后的增压器联合运行时能够满足设计要求。模拟调整压气机与涡轮机的方法可为增压器匹配工作提供快速、准确的指导。     

增压器涡轮瞬态温度测试方法研究

将红外信号发生器改装后装在涡轮增压器的涡轮涡壳内,与热电偶温度传感器组成"热电偶-红外近场遥感测试系统",使传感器测得的数据通过红外发射器无线传输给外界接收设备,实现增压涡轮瞬态温度的测量。