二级可调增压系统与高压共轨柴油机不同海拔匹配仿真研究

摘要

普通单级涡轮增压汽车柴油机工作在高原时,会出现发动机进气量不足、动力性和经济性下降、增压器转速升高和工作点偏向喘振区等不良现象,而二级增压可以有效改善这些状况.针对某六缸柴油机对海拔3000m单级增压柴油机进行了模型建立和验证.在单级增压柴油机模型基础上,另外开发了(引用)二级可调增压柴油机高海拔工作过程仿真模型,并进行了不同海拔下二级增压仿真计算,研究了不同海拔、不同工况下VGT叶片和涡轮调节阀开度的调节特性,并通过优化,得到了VGT叶片和涡轮调节阀开度的最佳MAP.在此基础之上,进行了不同海拔二级可调增压系统与柴油机的匹配仿真研究.结果表明:匹配二级可调增压系统后,高、低压级增压器与柴油机匹配效果较好,除怠速工况外,各海拔下外特性工作点均处于压气机高效率区;在海拔5500m,除怠速工况外,其余各工况的工作点均处于压气机高效率区.与单级增压柴油机相比,二级可调增压系统总压比随海拔的升高而增大,在海拔5500m,总压比最大可达到5.0,最大扭矩和标定功率分别恢复至平原相同工况下的93.7％与95％,低速扭矩提高了121％～253％,最低燃油消耗率减少了12.6％,达到了柴油机性能提升的目标.