可变二级增压柴油机变海拔工作特性数值模拟

摘要

以两级增压共轨重型柴油机为研究机型,采用GT-Power构建了其一维热力学仿真模型,对比可变二级增压(RTST)柴油机随高压级可变截面涡轮增压器(VGT)在不同叶片开度(20％～100％)及不同海拔(0～4 km)下的工作特性.结果表明:不同转速工况下,空燃比和泵气损失随VGT叶片开度和海拔高度增加而降低.不同海拔下,随VGT叶片开度增大,低速时转矩与有效热效率先升高、后降低,高速时显著增大.随叶片开度和海拔增加,NOx排放降低,soot排放大幅升高.海拔为4km时,叶片开度从20％增至100％,低、高速工况的转矩和有效热效率均分别增加7.5％和39.2％,NOx排放分别降低38％和24％;海拔为2km时,不同转速工况下柴油机匹配RTST均能实现较高的EGR率(超过60％).VGT叶片开度减小,EGR率快速增大,转矩及有效热效率降低,有效燃油消耗率(BSFC)逐渐增加,NOx排放快速降低,soot排放先升高后降低.在EGR率约为35％时,RTST柴油机综合性能达到最佳.