可变截面增压器扭曲导叶对涡轮叶片激振的影响研究
来源：车用发动机杂志2024年第6期北京时间：
作者：李延昭，于效顺，刘臻，李国胜，宋丽华
单位：<pstyle=\"margin:0pt\"class=\"MsoNormal\"><fontface=\"宋体\"></font><fontface=\"Calibri\">1.</font><fontface=\"宋体\">潍坊科技学院智能制造学院，山东寿光</font><fontface=\"Calibri\">262700</font><fontface=\"宋体\">；</font><fontface=\"Calibri\">2.</font><fontface=\"宋体\">机械工业内燃机增压系统重点实验室，山东寿光</font><fontface=\"Calibri\">262718</font><fontface=\"宋体\"></font>
摘要：涡轮叶片高周疲劳（HCF）限制了涡轮增压器的使用寿命，在可变截面增压器中尤为明显。针对某0.6 L二冲程汽油机用增压器的可调导叶径流涡轮在运行中容易出现高周疲劳失效的问题，设计了一种扭曲结构的导叶叶型，采用数值模拟方法研究了扭曲导叶对涡轮流场和叶片激振的影响。研究结果表明：顺时针扭曲导叶可以减弱喷嘴导叶出口与涡轮叶片前缘之间的干涉效应，逆时针导叶会增强二者的干涉效应；相较于原对称叶型导叶，进入涡轮增压器的高温、高压气流在通过顺时针扭曲叶型导叶后，尾迹呈倾斜状，气流激振力被分散，对下游涡轮叶片前缘的影响减弱；同时，由于涡轮叶片间隙的压力梯度减小，间隙泄漏流强度降低，叶片高激励区的激励幅值也随之减小。研究综合考虑了涡轮机效率和叶片激振力的变化趋势，确定导叶扭曲角度为4°时最为合理，最优方案在不影响涡轮性能的前提下，叶片最大振动应力降低64%。 <!--EndFragment-->
关键词：可变几何截面涡轮增压器；涡轮叶片；振动；非定常流动；压力波
