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터보 차저의 임펠러 설계 및 분석 (1)

출시일:2021-08-25

introduction

turbocharger는 전반적인 효율을 높이기 위해 디젤 유형 엔진에서 매우 사용됩니다. 터보 차저를 효과적으로 사용하여 엔진의 특정 연료 소비가 감소 significant입니다. 압축기 임펠러 및 터빈 임펠러라는 두 가지 유형의 임펠러는 터보 차저의 양쪽에 고정되었습니다. 임펠러는 모두 공기를 동시에 압축하고 확장하기 위해 순차적으로 작동해야합니다. SELECt 임펠러 디자인의 재료의 이온은 전반적인 효율을 결정하는 데 중요한 역할을합니다. 임펠러 재료는 일할 당시 들어오는 압축 공기의 높은 압력을 견뎌야합니다. 디젤 엔진에서 사용되는 임펠러의 성능을 향상시키기 위해 많은 재료가 연구자가 실험했습니다. 임펠러 각도는 터보 차저의 성능에 대해 중요한 영향을 미칩니다. 인코넬 합금은 기존의 터보 차저의 기존 유형에 걸쳐 15 % 향상된 물질 특성을 사용하여 선택하고 시뮬레이션했습니다. 니켈 합금 및 티타늄 소재는 또한 Turbochargers의 임펠러에서 Implementation에 대한 많은 연구원이 실험했습니다. 다양한 복합 재료는 또한 임펠러가 요구하는 특정 특성과 일치하는 연구원이 개발 및 실험합니다. 임펠러 생산의 효과적인 적용을위한 복합 재료를 복합 재료로 전환 시켜서 비용 소모 공정 인 근거리 모양 가공에 직면 한 챌린지가 직면 해 있습니다. 따라서 그 특성을 향상시킴으로써 기존 합금의 사용은 많은 연구자들에 의해 수행됩니다. present 연구에서 3 재료는 니켈, 구조 강철 및 티타늄을 분석을 위해 고려했습니다. 이 세 가지 재료의 재료 특성이 고려되었습니다. 임펠러의 3D 모델은 Creo 소프트웨어를 사용하여 설계되었습니다. 생성 된 모델은 Ansys 소프트웨어e 정적 구조 분석, 열 분석은 해당 물질 특성을 근사하여 수행 하였다. 주요 스트레스와 변형 조건은 열유속 특성과 함께 완전히 분석되었습니다.

· 임펠러를 디자인합니다 3 개의 재료 (니켈, 구조 강, 티타늄)를 사용하여 Creo 소프트웨어를 사용하는 터보 차저.

위의 지정된 재료의 임펠러의 구조적 및 열 분석을 수행합니다.

· 결과와 최상의 재료를 논의하고 비교하는 것은 임펠러의 적용을 위해 선택됩니다.

xperientation

사용 된 임펠러의 차원 이 조사는 실제 디젤 엔진 터보 차저로부터 가져옵니다. 치수가 측정되었으며 Creo 소프트웨어를 사용하여 3D 모델의 개발에 사용되었습니다. 이 연구에서 고려한 임펠러의 그림은 다음과 같이 그림 1에 나와 있습니다.

图片1.png 구조 강철, 티타늄 합금 및 니켈 합금 소재의 특성 분석을 위해 표 1, 2 및 3에 각각 나와 있습니다. 재료 특성을 기반으로 필요한 치수는 Creo 소프트웨어를 사용하여 설계되었습니다. 기하학적 파일의 오류는 패싯 사이의 측면, 기하학적 데이터 중복 및 정점을 측면으로 분석하여 조심스럽게 검사합니다. Geometrical Error를 확인한 후

생성 된 솔리드 모델은 질량, 볼륨, 밀도와 같은 대량 특성 계산을 확인합니다. 대량 속성 계산을 신중하게 분석 한 후에 생성 된 3D 모델은 다양한 공급 업체 소프트웨어 간의 쉬운 파일 전송을 용이하게하기 위해 제품 데이터를 교환하기 위해 표준이라는 중립적 인 파일 형식으로 내보내집니다.

图片2.png

유한 요소 분석은 별도로 모든 3 개의 가정 된 자료를 통해 수행되었습니다. 정적 구조 분석 및 열 분석을 수행 하였다. Ansys 버전 14.5 소프트웨어를 사용하여 분석을 모두 수행했습니다. 모든 재료의 유한 요소 분석은 다음 그림에서 자세히 설명합니다. Ansys 버전 14.5에로드 된 임펠러의 모델은 그림 2.로드 된 임펠러가 Hexahedral 요소를 사용하여 정확한 결과를 보장하기 위해 Hexahedral 요소를 사용하여 메시로 정밀하게 분할됩니다. 메시 임펠러 디자인의 이미지는 그림 3.

图片3.png 图片4.png

maximum 압력 조건은 각각 그림 4, 5, 6에 표시됩니다. 图片5.png 图片6.png 图片7.png

fea 구조 강철

图片8.png 图片9.png The 구조용의 유한 요소 분석은 정적 구조 및 열 분석의 두 가지 중요한 특성을 분석하기 위해 수행되었습니다. 전체 변형, 등가 응력 분석, 구조 강의 등가 변형 분석은 각각 图片10.png

图片11.png 총 열유속 및 방향 열에 표시됩니다 구조용 강재에 대한 플럭스 분석은 각각 그림 10 및 11과 같습니다.

图片12.png

figure 10. 구조 강철

图片13.png 전체 변형, 동등한 스트레스의 결과 분석, 티타늄 합금에 대한 등가 변형 분석은 각각 12, 13 및 14에 각각 나타낸다. 티타늄 합금에 대한 총 열유속 및 방향성 열유속 분석은 그림 15 및 16 reatpectially에 나와 있습니다. 정적 구조 분석 and 구조용 강철과 같이 티타늄 합금의 열 분석을 위해 동일한 절차를 따랐습니다. 동일한 constraint 및 회전 속도가 고려됩니다.

图片14.png

图片15.png figure 12. 티타늄 합금

figure 13. 티타늄 합금

\\n \\n \\n \\n \\n \\n \\n \\n \\n \\n \\n \\n \\n \\n \\n \\n \\n \\n \\n \\n \\n \\n \\n \\n \\n \\n \\n \\n \\nfigure 14. 티타늄 합금에 대 한 동등한 스트레인 \\n \\n \\n \\n \\n \\n \\n \\n \\n \\n \\n \\n \\n \\n \\n \\n \\n \\n \\n