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1、可变几何涡轮增压器的研究与设计摘要摘要：普通发动机在低速时不能产生所期望的高增压压力。普通涡轮增压器与车用柴油机的匹配，在实际应用中主要存在问题为：低速转矩不足；低速和部分负荷时经济性差；起动、加速性能差；瞬态响应性迟缓；冒烟严重。对可变几何涡轮增压器(VGT)展开研究，可以解决常规涡轮增压柴油机存在低速转矩不足、部分负荷经济性差以及瞬态响应迟缓等问题这些问题对发动机都有着十分重大的意义，如果将解决了这些问题，对发动机性能的提升将会是十分巨大的，这也正是可变几何发动机的巨大潜力所在。增压器的设计内容复杂，一般方法需要梳理和总结。本文系统总结增压器设计的一般方法，利用这些方法和国家标准设计出可变
2、几何涡轮增压器的各个参数。关键词：关键词：增压器；涡轮增压器设计；可调喷嘴环控制；可变几何涡轮增器 （VGT）；The variable geometry turbocharger research and designAbstract：Ordinary turbocharged system exist many problems; engine speed cannot produce expected high pressurization pressure. Specific to ordinary turbocharger and automotive diesel engine m
3、atching, in actual application the main existing problems is: low torque is insufficient; Low Performance in the partial load moment; Startup, acceleration performance is poor; The transient response large delay; Smoked excessivelyResearch for variable geometry turbochargers (VGT), which can solve t
4、he existing conventional turbocharged diesel engine torque insufficiency at low speed, part load performance is poor, and slow transient response etc. These problems in engine are very important sense, if will solve these problems, the ascension of engine performance will be improve largely, and thi
5、s is why variable geometry engine in the huge potential.The general method of turbocharger design, requires to comb and to summarize. This paper summarizes the general method of turbocharger design. Design the various parameters of the variable geometry turbocharger, by of these methods and national
6、 standard. Keywords: supercharger; Turbocharger design; Adjustable nozzle ring; Variable geometry turbochargers（VGT）;目 录摘要及关键词 .I Abstract and keywords.I 1 绪论 .1 1.1 增压技术以及主要的增压类型 .1 1.2 涡轮增压器的发展现状.2 1.2.1 涡轮增压器历史.2 1.2.2 现今车用涡轮增压器的特点.3 1.2.3 车用涡轮增压器零部件改动与革新.4 1.3 传统涡轮增压器与可变几何涡轮增压器.5 1.3.1 传统涡轮增压器的问
7、题.5 1.3.2 解决这些问题曾经采用过的方法.6 1.3.3 可变几何涡轮增压器.7 1.3.4 可变几何涡轮增压器的优势.9 1.3.5 可变几何涡轮增压器的国内外研究现状：.9 1.4 本文研究内容.11 2 一般径流涡轮增压器的设计方法 .12 2.1 设计思路.12 2.1.2 径流涡轮增压器基本工作原理.12 2.2 静子初步设计.13 2.2.1 涡壳.13 2.2.2 导流叶片.15 2.2.3 叶轮设计.17 2.2.4 叶轮进口设计.18 2.2.5 比转速在设计中的应用.23 2.2.6 本章小结.25 3 涡轮增压器和发动机的匹配 .26 3.1 常规涡轮增压器与发动
8、机的匹配.26 3.1.1 发动机与涡轮的匹配.26 3.1.2 压气机与涡轮的匹配.26 3.1.3 发动机与增压器的匹配.27 3.2 VGT 与发动机的匹配要求.27 3.3 可变喷嘴环和发动机匹配.28 3.4 本章小结.29 4 涡轮增压器设计.30 4.1 设计基本初始数据.30 4.2 涡轮轮径与原始最大叶高的选择.30 4.2.1 涡轮进气参数的确定.304.2.2 轮径的算选与确定.31 4.3 涡轮叶片按高度分档的方案选择.32 4.4 叶片扭曲规律的选择.34 4.5 叶栅设计与叶片造型.34 4.5.1 沿叶高各截面叶栅的设计.34 4.5.2 导叶和动叶数目的选取.3
9、5 4.5.3 叶片各截面轴向宽度 B 的选取.35 4.5.4 攻角和落后角的选取.36 4.5.5 叶形进、出气半径和的选取 .361r2r 4.5.6 导叶径向线的选取 .36 4.6 涡轮叶片的强度计算.36 4.7 本章小结.38 5 总结与结论 .38 6 结束语 .39 参考文献 .41 附件 1 实习报告 附件 2 柴油机外形图(CAD, 1#) 附件 3 涡轮涡壳(CAD, 3#) 附件 4 涡轮叶片(CAD, 3#)符号说明A面积，m2B叶栅轴向宽度，mC压气机D直径，mE杨氏模量，PaF，f截面积，m2G质量流量，kg/m3J热功当量，W/m2KH绝对总焓， JL高度或长度，mM马赫数P压力，NQ热通量，w/m2Re雷诺
