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1、内燃机与配件 2014年第2期 圈9方累六第一主应力及等效厦力 图 方案五和方案六为在方案三的基础上对涡轮轮 背进行H值的设计，分别为方案五H=25mm与 方案六H=2mm的两种设计，分析对比图8与图 9云图可知其最大拉应力值随着H值的优化有大 幅度的降低，具体数值如表3所示： 表3 涡轮轮背H值改进方案的拉应力表 方案一 优化率 方案 S1(MPa) S1(MPa) (降低 ) 方案五 8l2457 1078 83 247 方案六 716406 1078 83 336 分析方案五和方案六对比方案一我们得出R= 5mm，H=2mm时即方案六对涡轮轮背凹槽处的 优化率达到336 ，而且优化后方案
2、六的最大拉 应力值716406MPa小于材料本身屈服强度值 745MPa，故方案六为最优的方案。 从图3至图8在相同转速下的应力云图可以看 出，应力最大值出现位置基本不变，最大值出现在 涡轮的轮背凹槽处，其原因是由于高速旋转产生的 离心力，在叶轮底部由于其质量分布较多，故在凹 槽处易形成高应力区。分析上述六个方案的计算值 可知随着R角的增大，最大应力值出现先减小后 增大的趋势，在不影响工艺加工下随着凹槽H值 的增大，最大应力值减小，并且方案六的第一主应 力716496MPa小于材料本身屈服强度值745MPa 为最优方案。 3 结论 (1)本文中涡轮在高速离心体载荷下，在 ANSYS分析中出现的
3、大应力集中位置，与试验中 出现涡轮掉块位置相同，故本文的优化方案对涡轮 的设计可以提供一定的参考价值。 (2)对于本文所述涡轮，涡轮轮背凹槽处为主 要应力集中位置，对比分析各个优化方案，参考得 出对涡轮轮背凹槽处进行倒角和深度的数值优化可 以有效的减小大应力值。 (3)计算各优化方案，找到某型涡轮设计在轮 背倒角R=5mm，凹槽深度H=2mm时，即方案 六为最优方案，其最大应力值低于材料屈服强度 值，是处于安全范围内。 参考文献 1朱大鑫，涡轮增压与涡轮增压器M大同：兵器 工业第七。研究所，1997 2王延生，黄佑生车辆发动机废气涡轮增压器M北 京：国防工业出版社，1984：142143 3张
4、虹，马朝臣车用涡轮增压器压气机叶轮强度计算 与分析J内燃机工程，2()07(I)：6266 4黄若，孟令广，张虹 增压器压气机叶轮低周疲劳强度 有限元计算分析LJ内燃机工程，2006(4)：5557 5赵俊生，马超臣，胡辽平车用涡轮增压器涡轮减重结构 优化，内燃机工程，2008(1)：4851 20 1 3年国内车用发动机产销简述 2013年全年全国汽车产销累计分别为221168 万辆和219841万辆，汽车市场稳定的增长形势影 响了发动机市场的走势，2013全年国内车用发动 机供求市场保持稳定增长。2013年全年国内车用 发动机累计完成产销突破2000万台，分别为 204071万台和2025
5、00万台，比上年同期累计分 别增长1695 和1619 ，产销量增幅均有所增 长，产量增长稍快于销量。产量增幅扩大088个 百分点，销量增幅扩大073个百分点。 2013年全年国内车用柴油机累计完成35631 万台和35816万台，比上年同期累计，产量增长 1188 ，增幅下降05个百分点。销量增长 10O6，增幅下降035个百分点，柴油机供求市 场产销增幅均小幅度下降。 2013年全年国内车用汽油机累计完成产销 167916万台和166189万台，比上年同期累计， 产量增长1780 ，增幅扩大118个百分点，销 量增长1733 ，增幅扩大098个百分点。12月 份国内汽油机产销累计增幅保持稳定增长。单月及 累计发展形势明显好于柴油机市场。 2013年全年全国车用其它燃料发动机累计产 销完成525万台和496万台，比上年同期累计分 别增长40273 96和39407 ，产销增幅均有下降， 产量增幅下降幅度小于销量。
