J92废气涡轮增压器涡轮叶轮减重优化分析.pdf

2012年第2期(总第128期)
内燃机与动力装置I.C.E& Powerplant
2012年4月
设计开发
J92废气涡轮增压器涡轮叶轮臧重优化分析
杨国旗,杨迪,周峰,吴宇
(湖南天雁机械有限责任公司,湖南衡阳421005
摘要:以涡轮增压器J92涡轮叶轮为研究对象,在不改变涡轮叶轮叶型的基础上,利用有
限元分析软件 ANSYS,对涡轮轮毂结构进行了优化。考虑了铸造エ艺等因素,确定优化涡轮
轮背结构。在减少涡轮叶轮重量的同时,提高转子的快速响应性。强度校核及寿命分析表明,
结果满足使用要求。
关键词:有限元; ANSYS;涡轮叶轮;应力
中图分类号:TK413.5文献标志码:A文章编号:1673-6397(2012)02-0054-03
Optimization Analyze on Reducing of Weight of Turbine wheel
of J 92 urbocharger
YANG Guo-gi, YANG Di, ZHOU Zheng, WU Yu
(Hunan Tyen Machinery Co., Ltd. Hengyang 421005, China)
Abstract: Based on the turbine wheel of the 92 turbocharger, the hub is optimized using AN
SYS of the Finite Element Analysis software while the turbine profile is not modified. While consid-
ering the casting technique, the paper determines to optimize the back structure of the turbine
wheel. The weight of the turbine wheel is reduced while the rotor can response much better. The a-
nalysis on strength check and service life shows that results may meet the requirements
Key Words: Finite Element Analysis( FEA); ANSYS; Turbin Wheel; Stress
本文利用有限元分析软件 ANSYS,对J92増压
引言
器涡轮进行优化,在不改变叶型流道、保证气动性能
涡轮转子作为涡轮增压器的核心零部件,其性的基础上,对轮毂位置进行了简化设计,有效地减少
能直接影响到整机性能的好坏。涡轮叶轮作为转子了涡轮质量,达到节约成本提高经济效益的目的。
部件中强度贮备最大的部件,其质量大小影响着整
个转子部件的重心分布,对转子部件的振动也起到
ANSYS有限元分析
很强的影响,而振动是增压器零部件破坏的最主要1.1模型建立
的因素之一,特别是小型、高速的涡轮增压器,为了
采用三维建模软件UG对现有叶轮进行建模
保证可靠性,对涡轮叶轮重量的优化便显得较为慎(如图1所示)
重;但是对于大型柴油机用涡轮增压器而言,其工作
在原有叶轮的基础上,不改变流道等气动性能
温度和转速都相对较低,质量优化是可行的,并且效影响,对轮毂内部进行优化(如图2、图3)。优化前
果非常明显。涡轮叶轮材料常使用K418镍基合后的2维、3维模型如下所示
金,该材料价格昂贵,若能优化其质量,将大大降低
涡轮增压器的成本。
作者简介:杨国旗(1983-),工学硕士,主要从事增压设计工作。
收稿日期:2011-12-21
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