柴油机由于经济性好、油耗低、可靠性强而被广泛应用于汽车、船舶和航空领域。在全球的石油资源不断减少的背景下,废气涡轮增压技术由于其高性能、低油耗、低排放的优点而被广泛应用燃油机中。压气机是涡轮增压器的关键部件。在计算流体力学(CFD)技术出现之前,设计一款新型的压气机并了解其流量特性,主要是通过试验的方法,但是这种方法不仅时间长、经费消耗大,其实验结果还常常受环境因素影响。CFD由于其成本低、速度快而逐渐被学者接受。因此本文采用CFD的方法来探索压气机的流量特性和内部流动。本文的主要研究工作及结论如下:1.简述了涡轮增压器压气机的国内外研究现状;简单介绍了本文研究的背景、方法及主要内容;简单介绍了涡轮增压器压气机的组成、分类和工作原理。2.根据索菲姆8140发动机自行设计了涡轮增压器的压气机部分,采用半开式叶轮、前倾后弯式叶片,叶轮的进口外径为31mm,出口外径为52mm;采用无叶扩压器,外径为80mm;蜗壳采用变截面蜗壳,出口面积为9.5cm~2。3.用Solidworks软件对自行设计的压气机进行三维建模,并且利用布尔运算抽取压气机内部流域。为了方便数值模拟,对抽取的压气机内部流域进行优化。利用ICEM软件对内部流域进行网格划分,以非结构化网格为主,网格质量较好,网格数量为48万左右。4.利用ANSYS FLUENT软件对所设计的压气机进行数值模拟。采用标准k-?湍流模型,以质量流量入口、压力出口作为边界条件,计算得到了压比流量特性图和绝热效率流量特性图。研究发现;1)当转速一定时,在流量范围内,压比随着流量的增大而减小;随着流量的增大,绝热效率先增后减,会在某个流量点达到最大值;2)转速增大,压比呈上升趋势,最大绝热效率点向大流量方向移动,但是不同转速的最大绝热效率值变化不大。5.对压气机各部件在不同工况点的内部流动进行了比较分析。研究表明:1)在同一转速工况下,随着流量的增大,叶片吸力面与压力面的压差呈上升趋势,间隙泄漏的可能性提高;2)叶轮入口、叶尾、扩压器入口以及蜗壳的蜗舌处都会产生流动损失影响压气机整机效率。3)当压气机转速增加时,压气机的增压比和气流速度都呈上升趋势;4)由于间隙泄漏的存在,当转速很高时,会使压气机的工作流量范围减小;6.为自行设计的压气机选择一款与之相匹配的排气泄压阀,在一定程度上延长了压气机的使用寿命。