薄壁低惯量涡轮增压器

瞬态响应提升

针对航空活塞发动机涡轮增压器加速迟缓的问题，提出一种综合设计方法，创新定义了包含气动惯性的瞬态响应评估体系，并通过薄壁涡壳与轻质涡轮显著降低热惯性和机械惯性。

周煜 · Yue, Song · Zhao, Shuai · 72406462 · Shao, Longtao · Huansong, Yan · Xu, Zheng · 丁水汀

Propulsion and Power Research 2024

参数信息

压力分布波动降低

62.8 %

重量减轻

40 %

气动惯性对响应速度的影响占比

94 %

机械惯性对响应速度的影响占比

5 %

热惯性对响应速度的影响占比

1 %

技术优势

压力波动降62.8%

采用等动量矩涡壳（CMV）设计，使涡壳内压力分布更均匀，相比等速度矩涡壳（CVMV）压力波动降低62.8%，从而改善气体流动稳定性。

重量减轻40%

薄壁涡壳设计不仅提升响应速度，还使涡轮增压器重量减轻约40%，有利于航空应用中的轻量化需求。

气动惯性主导响应

量化结果表明气动惯性对发动机响应速度的影响占94%，远高于机械惯性（5%）和热惯性（1%），为设计优化提供了明确优先级。

应用场景

• 涡轮增压器：提供轻量化且响应更快的涡轮增压器设计，替代传统方案。
• 航空活塞发动机：改善发动机动态性能，满足航空应用对瞬态响应的严苛要求。