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J92廢氣渦輪增壓器渦輪葉輪減重優(yōu)化分析

文檔作者：楊國旗楊迪周崢，吳宇文檔來源：湖南天雁機(jī)械有限責(zé)任公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時間： 2026年01月23日
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2012年第2期(總第128期) 內(nèi)燃機(jī)與動力裝置I．c．E＆Powerplant 2012年4月
【設(shè)計(jì)開發(fā)】
J92廢氣渦輪增壓器渦輪葉輪減重優(yōu)化分析
楊國旗。楊迪，周崢，吳宇
(湖南天雁機(jī)械有限責(zé)任公司，湖南衡陽421005)
摘要：以渦輪增壓器J92渦輪葉輪為研究對象，在不改變渦輪葉輪葉型的基礎(chǔ)上，利用有
限元分析軟件ANSYS，對渦輪輪轂結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化?？紤]了鑄造工藝等因素，確定優(yōu)化渦輪
輪背結(jié)構(gòu)。在減少渦輪葉輪重量的同時，提高轉(zhuǎn)子的快速響應(yīng)性。強(qiáng)度校核及壽命分析表明，
結(jié)果滿足使用要求。
關(guān)鍵詞：有限元；ANSYS；渦輪葉輪；應(yīng)力
中圖分類號：TK413．5 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1673—6397(2012)02—0054—03
Optimization Analyze on Reducing of W eight of Turbine wheel
of J92 Turbocharger
YANG Guo—qi，YANG Di，ZHOU Zheng，WU Yu
(Hunan Tyen Machinery Co．，Ltd．，Hengyang 421005，China)
Abstract：Based on the turbine wheel of the J92 turbocharger，the hub is optimized using ANSYS
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
whee1．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
引 言
渦輪轉(zhuǎn)子作為渦輪增壓器的核心零部件，其性
能直接影響到整機(jī)性能的好壞。渦輪葉輪作為轉(zhuǎn)子
部件中強(qiáng)度貯備最大的部件，其質(zhì)量大小影響著整
個轉(zhuǎn)子部件的重心分布，對轉(zhuǎn)子部件的振動也起到
很強(qiáng)的影響，而振動是增壓器零部件破壞的最主要
的因素之一，特別是小型、高速的渦輪增壓器，為了
保證可靠性，對渦輪葉輪重量的優(yōu)化便顯得較為慎
重；但是對于大型柴油機(jī)用渦輪增壓器而言，其工作
溫度和轉(zhuǎn)速都相對較低，質(zhì)量優(yōu)化是可行的，并且效
果非常明顯。渦輪葉輪材料常使用K418鎳基合
金，該材料價(jià)格昂貴，若能優(yōu)化其質(zhì)量，將大大降低
渦輪增壓器的成本。
本文利用有限元分析軟件ANSYS，對J92增壓
器渦輪進(jìn)行優(yōu)化，在不改變?nèi)~型流道、保證氣動性能
的基礎(chǔ)上，對輪轂位置進(jìn)行了簡化設(shè)計(jì)，有效地減少
了渦輪質(zhì)量，達(dá)到節(jié)約成本提高經(jīng)濟(jì)效益的目的。
1 ANSYS有限元分析
1．1 模型建立
采用三維建模軟件UG對現(xiàn)有葉輪進(jìn)行建模
(如圖1所示)；
在原有葉輪的基礎(chǔ)上，不改變流道等氣動性能
影響，對輪轂內(nèi)部進(jìn)行優(yōu)化(如圖2、圖3)。優(yōu)化前
后的2維、3維模型如下所示：
作者簡介：楊國旗(1983一)，工學(xué)碩士，主要從事增壓設(shè)計(jì)工作。
收稿日期：2011—12—21

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