车用涡轮增压器径流涡轮的背盘冷却技术研究

摘要

随着车用柴油机排放法规和功率密度的不断提升,增压器转速及涡前温度不断提高,涡轮轮背发生热-机械疲劳失效的风险大幅增加.为了提高涡轮背盘可靠性,提出了一种径流涡轮背盘冷却技术,利用流固耦合的数值仿真方法研究了从中冷器后引入冷却空气,对背盘热应力的改善以及对涡轮机整机性能的影响.结果表明:当消耗1.0％,2.0％ 和3.0％ 的相对冷却流量时,背盘热应力分别比无冷却时降低31 MPa,108 MPa和132 MPa,综合应力分别降低3.8％,13.1％ 和16.0％.背盘冷却对涡轮机性能的影响较小,当相对冷却流量消耗3.0％ 以内时,冷却对膨胀比的影响可以忽略,热效率的降低不超过1.0％.