一种改进型的涡轮增压器开发方法

专利2026-07-23  6


本发明属于涡轮增压器,具体为一种改进型的涡轮增压器开发方法。


背景技术:

1、涡轮增压器是一种空气压缩机,它通过压缩空气来增加内燃机或锅炉的进气量,从而提升燃烧效率,其基本结构分为进气端、排气端和中间的连接部分,涡轮增压器的工作原理是利用内燃机运作所产生的废气通过同轴的两个叶轮组成的结构驱动的空气压缩机,废气排出速度与涡轮转速同步增加,当发动机转速增大时,叶轮就压缩更多的空气进入气缸,空气的压力和密度增大,从而可以燃烧更多的燃料,通过调整发动机的转速和增加燃料量,就可以增加发动机的输出功率,涡轮增压器在汽车中是非常重要的部件,它能够在不增加发动机排量的情况下,大幅度提高发动机的功率和扭矩,通常能够提高40%甚至更多,这使得车辆具有更好的加速性能和行驶性能,同时也能够降低排放和油耗,市面上现有的涡轮增压器性能较低,空气输入效率低,发动机功率密度与响应速度均不够理想,对此,我们提出了一种改进型的涡轮增压器开发方法。


技术实现思路

1、针对现有技术的不足,本发明提供了一种改进型的涡轮增压器开发方法,以解决以上技术问题。

2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种改进型的涡轮增压器开发方法,开发步骤为:

3、s1、设计师预先走访市场,对现有的涡轮增压器进行调查了解;

4、s2、将现有的涡轮增压器进行拆卸,了解其内部构造,对内部构造进行拍摄;

5、s3、确定改进目标,以提高空气输入效率,发动机功率密度与响应速度为目标;

6、s4、设计师通过对拍摄的图像进行研究,通过三维建模方式,将涡轮增压机结构进行建模,并调节改进涡轮增压器内部结构,来优化改进涡轮增压器;

7、s5、通过运动模拟模型来对优化后的涡轮增压器进行运动模拟,记录下涡轮增压器运动时的工作状态数据,作为数据1;

8、s6、再次改进涡轮增压器内部结构,通过运动模拟模型来进行运动模拟,再次将数据记录,作为数据2,如此反复,得出若干数据n,通过对比得到最优的涡轮增压器结构数据;

9、s7、设计师将最优的涡轮增压器结构导出为二维的设计图纸,供工程师进行设计开发;

10、s8、将开发的改进型涡轮增压器与现有的涡轮增压器进行对比实验,查看是否性能优异。

11、优先地,s1步骤设计师预先对市场中不同型号不同种类的涡轮增压器各自购买一台,带回设计室内进行调查,s2步骤中涡轮增压器拆卸步骤为:

12、a1、标记压缩机壳体和涡轮壳体之间以及涡轮壳体和轴承体之间的相应位置;

13、a2、断开电池的负极连接,排空冷却液,拆下空气滤清器;

14、a3、拆下空气流量计和涡轮增压器进气口之间的卡箍,拆下进气管,盖住空气体流量计和涡轮增压器的开口端;

15、a4、松开涡轮增压器和排气软管的卡箍以及节气门体进气和进气软管的卡箍,拆下涡轮增压器至节气门体软管并堵住每个开口端;

16、a5、拆下连接涡轮增压器和中间排气软管的螺母以及连接前排气管和涡轮增压器的螺母;

17、a6、拆卸并塞住冷却液喷嘴,拆下将供油管固定到涡轮增压器上的螺栓、连接涡轮增压器和回油臂的卡箍以及回油软管;

18、a7、松开压气机壳上的螺母,从光双头螺栓上取下压板,卸下压气机壳,

19、拆下涡轮壳,取出压气机叶轮完成拆卸。

20、优先地,s4步骤中设计师将涡轮增压器各个拆卸下的零件进行拍摄,对涡轮增压器零件进行研究,分析原理。

21、优先地,s4步骤中三维建模通过预先建立出涡轮增压器基本的外形,再对涡轮增压器内部详细构造进行添加,逐渐完善细节部分,使用叶片生成模块对生成叶片,形成完成的涡轮增压器三维模型,设计师不断的对涡轮增压器内部构造重新设计。

22、优先地,s5步骤中运动模拟模型通过计算机模拟来模拟和预测涡轮增压器运动行为的方法,来研究分析运动系统,运动模拟模型提供运动机构所有零部件的运动学性能包括位置、速度和加速度,与动力学性能包括接点反作用力、惯性力与功率要求的完整量化信息。

23、优先地,运动模拟模型中数值模拟是运动模拟模型的核心,数值模拟通过数学模型与计算机编程进行计算和求解,数值模拟方法为有限元法。

24、优先地,有限元法包括平衡方程、力学方程与能量方程,平衡方程公式为:

25、∑f=0

26、其中∑f为物体外力和;

27、其中力学方程公式为:

28、σ=dε

29、其中d为弹性模量矩阵;

30、能量方程用以描述物体内部能量传递与转换。

31、优先地,s6步骤中通过直接比较的方式来对比若干数据值,设计师绘制出不同数据值的图表,进行对比。

32、优先地,s7步骤中设计师再次将最优的涡轮增压器结构进行导出,并将三维涡轮增压器内部各个元件导出为二维图纸,传递至工程师手中,工程师按照二维图纸进行元件的加工,制造出改进型涡轮增压器。

33、优先地,s8步骤中通过对空气输入效率,发动机功率密度与响应速度数值进行检测,得出改进型的涡轮增压器与现有的涡轮增压器数据差别。

34、与现有技术相比,本发明的有益效果如下:

35、本申请通过设计师来开发出具有改进性能的涡轮增压器结构,能够提高空气输入效率,增加发动机功率密度和响应速度,带来更好的使用前景。



技术特征:

1.一种改进型的涡轮增压器开发方法,其特征在于,开发步骤为:

2.根据权利要求1所述的改进型的涡轮增压器开发方法,其特征在于:s1步骤设计师预先对市场中不同型号不同种类的涡轮增压器各自购买一台,带回设计室内进行调查,s2步骤中涡轮增压器拆卸步骤为:

3.根据权利要求1所述的改进型的涡轮增压器开发方法,其特征在于:s4步骤中设计师将涡轮增压器各个拆卸下的零件进行拍摄,对涡轮增压器零件进行研究,分析原理。

4.根据权利要求1所述的改进型的涡轮增压器开发方法,其特征在于:s4步骤中三维建模通过预先建立出涡轮增压器基本的外形,再对涡轮增压器内部详细构造进行添加,逐渐完善细节部分,使用叶片生成模块对生成叶片,形成完成的涡轮增压器三维模型,设计师不断的对涡轮增压器内部构造重新设计。

5.根据权利要求1所述的改进型的涡轮增压器开发方法,其特征在于:s5步骤中运动模拟模型通过计算机模拟来模拟和预测涡轮增压器运动行为的方法,来研究分析运动系统,运动模拟模型提供运动机构所有零部件的运动学性能包括位置、速度和加速度,与动力学性能包括接点反作用力、惯性力与功率要求的完整量化信息。

6.根据权利要求5所述的改进型的涡轮增压器开发方法,其特征在于:运动模拟模型中数值模拟是运动模拟模型的核心,数值模拟通过数学模型与计算机编程进行计算和求解,数值模拟方法为有限元法。

7.根据权利要求6所述的改进型的涡轮增压器开发方法,其特征在于:有限元法包括平衡方程、力学方程与能量方程,平衡方程公式为:

8.根据权利要求1所述的改进型的涡轮增压器开发方法,其特征在于:s6步骤中通过直接比较的方式来对比若干数据值,设计师绘制出不同数据值的图表,进行对比。

9.根据权利要求1所述的改进型的涡轮增压器开发方法,其特征在于:s7步骤中设计师再次将最优的涡轮增压器结构进行导出,并将三维涡轮增压器内部各个元件导出为二维图纸,传递至工程师手中,工程师按照二维图纸进行元件的加工,制造出改进型涡轮增压器。

10.根据权利要求1所述的改进型的涡轮增压器开发方法,其特征在于:s8步骤中通过对空气输入效率,发动机功率密度与响应速度数值进行检测,得出改进型的涡轮增压器与现有的涡轮增压器数据差别。


技术总结
本发明涉及涡轮增压器技术领域,具体涉及一种改进型的涡轮增压器开发方法,开发步骤为:S1、设计师预先走访市场,对现有的涡轮增压器进行调查了解;S2、将现有的涡轮增压器进行拆卸,了解其内部构造,对内部构造进行拍摄;S3、确定改进目标,以提高空气输入效率,发动机功率密度与响应速度为目标;S4、设计师通过对拍摄的图像进行研究,通过三维建模方式,将涡轮增压机结构进行建模,并调节改进涡轮增压器内部结构,来优化改进涡轮增压器;S5、通过运动模拟模型来对优化后的涡轮增压器进行运动模拟。本申请通过设计师来开发出具有改进性能的涡轮增压器结构,能够提高空气输入效率,增加发动机功率密度和响应速度,带来更好的使用前景。

技术研发人员:杨泽恩
受保护的技术使用者:哈尔滨工程大学
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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