An increase of a combustion chamber volume of internal combustion engines (ICE) is connected with the solution of a problem of burning in cylinders of bigger amount of fuel. Thus, providing the complete burning, a full scavenging of cylinders and maintenance in permissible limits of temperature of exhaust gases requires increasing air supply. The most effective method of increase in amount of air is an increase of its density by means of preliminary compression in the compressor with the subsequent cooling. It should be noted that high complexity and a large labor content of the natural experiments do not allow receiving the reliable values of gas-dynamic characteristics of air flow in a compressor of a turbocharger. Therefore, by means of a computer code of computational fluid dynamics ANSYS-CFX, numerical studies of a flow in gas channel of a compressor of the KAMAZ engine are carried out. The integrated values of pressure, temperature in inlet and outlet of a compressor, received during numerical simulations, allow defining the air compression ratio, and also calculating compressor efficiency. Verification of the results of the numerical studies and of the natural experiment gives an agreement of the values with accuracy 1-5%. Hereafter, analysis of the calculation results, and optimization of the gas channel geometry of the compressor can allow improving gas-dynamic parameters of the compressor. This can lead to raise in techno-economic characteristics of the ICE.
Турбокомпрессор представляет собой сочетание двух лопаточных машин (компрес-сора и турбины), создание которых требует большого объема исследовательских и конструкторских работ. При разработке турбокомпрессора предъявляются достаточ-но высокие требования к уровню производства его элементов: компрессорной и тур-бинной ступеней, подшипникового узла, ротора и его балансировки. Приведены ре-зультаты исследования элементов турбокомпрессора двигателя внутреннего сгора-ния: газодинамики в компрессорной и турбинной ступенях, а также теплового, деформированного состояния и расхода масла в подшипниковом узле. Предложена вычислительная модель турбокомпрессора в 3D-постановке в отношении газодина-мического, теплового, напряженно-деформированного состояний, а также распреде-ления масла, позволяющая исследовать его характеристики при конструктивных из-менениях. Проведены теоретическое и экспериментальное исследования теплового и напряженно-деформированного состояний подшипникового узла турбокомпрессора. Установлено, что к увеличению зазоров (до 0,013 мм) в подшипниках приводят теп-ловые деформации деталей турбокомпрессора. Выполнен гидравлический расчет си-стемы смазки подшипников с учетом тепловых деформаций и без него. Выявлено, что использование маслораспределительной канавки в радиальном подшипнике не ока-зывает влияния на расход масла, поступающего на осевой подшипник. Показано, что в турбокомпрессоре исследуемой размерности следует использовать радиальные подшипники без маслораспределительной канавки.Ключевые слова: двигатель внутреннего сгорания, турбокомпрессор, компрессорная ступень, турбинная ступень, подшипниковый узел, вычислительная гидродинамика A turbocharger is a combination of two blade-type machines (compressor and turbine), the development of which requires detailed research and design work. High quality is required for the manufacturing of turbocharger elements, including the compressor and the turbine stages, bearing assembly, rotor and rotor balancing. This paper presents the results of the research into the turbocharger components in an internal combustion engine: gas dynamics -------* Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства образования и науки Российской Федера-ции (уникальный идентификатор соглашения -RFMEFI57715X0195) и при частичной государственной поддержке научных исследований, проводимых под руководством ведущих ученых в российских вузах по гранту Правительства РФ № 14.Z50.31.0003.
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.