车用空压机蜗壳优化设计研究

杨国蟒 胡余生 陈 彬 宣卫豪 肖 勇

（1.珠海格力电器股份有限公司；2.广东省高速节能电机系统企业重点实验室）

0 引言

车用空压机是将环境大气提升至一定压力，并输送给终端的一种设备。空压机的蜗壳是用来收集气体，将气体动能转化为压能，并引向终端的重要部件。蜗壳对于整个空压机效率以及稳定工作范围都有很大的影响，深入了解蜗壳内部流场以及舌部对于空压机性能的影响是非常有必要的。但是由于空压机内蜗壳气体流动相当复杂，目前相关的研究并不多，现有的文献主要分为蜗壳结构的理论设计[1-3]，蜗壳内部流场的分析[4-10]和“转-静”相互干扰的研究[11-13]。但是，这些研究都是针对蜗壳的某一点进行的，不够全面，本文在这些研究的基础上，用数值分析系统地研究了蜗壳不同结构参数对蜗壳性能的影响，并从流场的角度总结了影响蜗壳性能的一般规律，为后续的蜗壳设计提供指导。

1 物理模型和计算方法

研究对象为某离心空压机，设计转速120000rpm，叶轮外径61mm，该空压机采用无叶平行壁板扩压器。采用TurboGrid 划分叶轮网格，如图1(a)所示，然后旋转复制生成整个叶轮的网格。无叶扩压器采用结构网格，蜗壳结构比较复杂，采用适应性较好的四面体网格，最后进行网格装配，形成整个流体域网格，如图1(b)所示，为减小网格数对计算结果的影响进行网格无关性验证（图2），当网格数量增加到135万时，效率基本不再变化，并结合计算的时效性，最终确定计算域网格数量为135万。……