可变截面增压器扭曲导叶对涡轮叶片激振的影响研究

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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。（剩余10988字）