车用双侧涡旋增压器的设计研究

• 作 者: 滑赵杰
• 机 构: 兰州理工大学
• 出 处: 兰州理工大学
• 发表日期: 2008年01期
• 关键词: 涡旋压缩机 增压器 渐开角 转动惯量 防自转机构

车用增压器可以有效的提高发动机的效率,节约能源;同时还可以减少未充分燃烧气体的排放,改善大气环境。目前车用增压器使用最普遍的是废气涡轮增压器,但这种增压器在使用时有着它的局限性。涡旋机械由于其结构简单、效率高、体积小、噪声低、运转平稳等特点被应用于车用增压器技术中。分析了涡旋机械的国内外研究现状,介绍了现有发动机增压方式和涡旋式增压器的结构,在综合了涡轮增压和涡旋压缩机优点的基础上提出了车用发动机用涡轮驱动涡旋压缩机的增压器方案。考虑到车用增压器大气量低增压比的特点,在G增压器的结构基础上,用圆的渐开线为型线的双侧单涡圈压缩机作为增压器的压气机。根据涡旋增压器工作时的特点,建立了涡旋增压器的热力学模型,对模型进行了分析,描述了涡旋增压器的热力过程。由于压缩机的动涡盘需要打孔穿轴和双侧完全对称的涡旋齿形状,它的几何和受力状况就有别于传统的涡旋压缩机。文章从其结构分析出发进行了双侧涡旋压缩机的几何分析并从几何关系出发得出了齿端渐开角的计算方法,和涡盘中心打孔区域的计算方法。结合增压器的加速响应能力,首次提出了以动涡盘的转动惯量为目标函数的涡旋参数优化选取原则并给出了转动惯量的计算方法和优化方法。结合曲柄销机构的防自转机构原理,给出了由齿型皮带驱动的副轴防自转机构设计方法,通过动涡盘的受力分析和主轴的平衡设计给出了主轴和副轴的力学模型,为主轴和副轴的设计提供了条件。