硕士论文-汽车机械增压器的设计与试验研究.pdf

硕士论文-汽车机械增压器的设计与试验研究 中南大学
硕士学位论文
汽车机械增压器的设计与试验研究
姓名:刘厚根
申请学位级别:硕士
专业:机械制造及其自动化
指导教师:谭冠军
20090301
摘要基于机械增压器的实际应用,针对传统渐开线型线的不足,对罗茨转子进行了型线简化。对改进后的转子面积利用系数、重合度等参数进行了分析。以一种机械增压器的转子为例,在不同压比条件下,对改进前后两种转子的排气压力和流量脉动进行了对比分析。分析表明,改进的转子型线在特定工作条件下具有优势,为这种型线的应用提供了理论依据。通过对两叶转子和三叶转子的机械增压器在大小相同的情况下的排气量的分析比较,纠正了部分人对三叶机械增压器的排气量相对于两叶机械增压器的较小错误的看法,并通过对限制机械增压器进一步广泛应用的噪声和震动等方面进行对比,得出三叶机械增压器在排气量、振动和噪声方面的各种优势。利用有限元分析软件⒘嘶翟鲅蛊髦鞫嵯低车娜维有限元模型,采用了模态提取法对主动轴系统进行模态分析,计算主动轴前坠逃衅德屎驼裥停⒒竦昧似湓谡9ぷ飨碌位移频率响应曲线,最后分析了支撑刚度对主动轴固有频率的影响,为机械增压器降噪和控制共振提供了理论依据。根据机械增压器的结构和工作原理,按照流体力学的方法推导了机械增压器径向泄漏量、轴向泄漏量和通气孔泄漏量,建立了泄漏的数学模型。通过实例计算和实验值进行比较,证明的了泄漏模型的可行性并对试验数据进行分析。研究结果为机械增压器的优化设计提供了理论依据。最后对吉利优利欧汽车沧傲嘶翟鲅蛊鳎⒍愿车的性能测试,验证了机械增压器的实用性。关键词机械增压器;渐开线型线;有限元;泄漏模型;性能测试
.甀,,琣,.琣
甌,.;籐
新签懈嗍号年上月￡日日期:谩菽辍痪缍学位论文版权使用授权书原创性声明本人声明,所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了论文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均己在论文中作了明确的说明。作者签名:本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文,允许学位论文被查阅和借阅;学校可以公布学位论文的全部或部分内容,可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》,并通过网络向社会公众提供信息服务。
第一章绪论课题的背景及研究意义翁獾谋尘增压技术是一种提高发动机进气能力的方法,即采用专门的压气机将气体在进入气缸前预先进行压缩,】。一般来说,充入气缸内的空气的充量越大,气缸内燃油的燃烧效率越高,可参与燃烧的燃油也越多,则内燃机输出功率和转化的燃料热能也越高。在气缸容积不变、内燃机转速恒定的情况下,空气充量与空气密度成成比。,可以提高内燃机的输出功率,以达到改善动力性能的目增压技术的目的是强化发动机的工作过程,提高发动机的升功率,,汽车的滚动阻力减小。这对于汽车节能来说具有重要的积极意义。另外,增压使发动机气缸内的混合气空燃比人幅度上升,有利于提高发动机的热效率,从而提高发动机的负荷率。增压能够使发动机节能,并相应地减少燃料燃烧产生的有害气体和温室气体二氧化碳的排放。发动机的增压方法根据驱动增压器所用能量来源的不同,基本上可以分为以下几类旱谝焕嗍腔翟鲅蛊见图鲅蛊饔煞⒍嵬ü萋蛄刺醯直接驱动。第二类是废气涡轮增压器糽一,增压器是由发动机工作时排出的废气带动的。第三类是复合增压器丛诜⒍希既采用废气涡轮增压器,又同时应用机械驱动式增压器。此外还有惯性增压、。图坝谢翟鲅蛊鞯姆⒍
,以产生增压空送入曲轴进气歧管内,整体结构简单,作温度介于~妫煌琷涡轮增压器靠引擎排放的废气驱动,必须接触的高温废,￡,因此机械增压系统对于冷却系统、润滑油脂的要求与自然进气曲轴相同,机件保养程序犬同小异。上世纪年代满轮增压技术出现以前,机械增压是当时发动机的主流增压缩机商接被发动机的曲轴带动,它的优点是响应性立『耆挥谐僦。但是它本身需要消耗一部分能量,凼此机械增压不能产生特别强大的动力,,。传统的机械增压器在一¨氐转速时,对发动机的动力输出有明显改善,但峰值功率出现较早,发动机最高转速较低。这种发动机町以在任何时候,都能输出技术。早在年代