汽油機(jī)兩級(jí)增壓系統(tǒng)的匹配與性能研究.pdf

1、隨著對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)增壓度要求的日益升高，單級(jí)增壓技術(shù)已不能滿足未來的發(fā)展需求，因此兩級(jí)增壓系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，該系統(tǒng)可以有效地提高發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性，改善加速性能和燃油消耗率，以及提高發(fā)動(dòng)機(jī)的瞬態(tài)響應(yīng)。為此本文通過模擬仿真計(jì)算與試驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)合的研究手段，主要對(duì)兩級(jí)增壓汽油機(jī)（復(fù)合增壓與兩級(jí)渦輪增壓汽油機(jī)）的匹配和性能進(jìn)行研究與分析，并與傳統(tǒng)單級(jí)渦輪增壓汽油機(jī)進(jìn)行對(duì)比分析，為改善增壓汽油機(jī)的低速轉(zhuǎn)矩特性、動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性和燃油經(jīng)濟(jì)性等性能提供新的技術(shù)路線。

2、r>　　本文根據(jù)1.4L復(fù)合增壓汽油機(jī)的實(shí)際結(jié)構(gòu)尺寸以及試驗(yàn)數(shù)據(jù)，應(yīng)用發(fā)動(dòng)機(jī)性能模擬仿真軟件GT-Power建立了仿真模型，對(duì)模型中重要模塊的定義和參數(shù)設(shè)置進(jìn)行了詳盡的說明，并將仿真模型模擬數(shù)據(jù)與試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比校核，兩者數(shù)據(jù)吻合較好，驗(yàn)證了GT-Power仿真模型具有很高的精確性，同時(shí)建立并校準(zhǔn)了該1.4L單級(jí)渦輪增壓汽油機(jī)的仿真數(shù)模。
　　基于復(fù)合增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的性能仿真模型，分析了機(jī)械增壓器傳動(dòng)比、進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥和廢氣放氣閥對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)

3、動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、泵氣損失、增壓器等方面的影響，總結(jié)了以上性能參數(shù)隨三者變化的規(guī)律特性，并且根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)與增壓器匹配的原則和要求以及兩級(jí)渦輪增壓系統(tǒng)的性能目的，選定了BorgWarner公司提供的KP35型號(hào)壓氣機(jī)與KP31型號(hào)渦輪的增壓器，在復(fù)合增壓汽油機(jī)模型的基礎(chǔ)上建立了兩級(jí)渦輪增壓汽油機(jī)的GT-Power仿真模型。
　　通過對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)爆震機(jī)理的詳細(xì)研究，結(jié)合爆震機(jī)理建立了一個(gè)簡化的GT-Power爆震預(yù)測(cè)模塊，并通過模擬仿真，優(yōu)化

4、兩級(jí)渦輪增壓系統(tǒng)的點(diǎn)火提前角，抑制了兩級(jí)增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的爆震傾向。
　　最后，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)仿真模型的模擬計(jì)算，對(duì)單級(jí)渦輪增壓和兩級(jí)增壓系統(tǒng)的低速轉(zhuǎn)矩特性、動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性和燃油經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行對(duì)比分析。結(jié)果表明:復(fù)合增壓與兩級(jí)渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的低速轉(zhuǎn)矩最大比單級(jí)渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)分別增加了62.80％和54.35％，比油耗最大分別降低了23.45％和22.71％;動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性由優(yōu)到劣依次為復(fù)合增壓、兩級(jí)渦輪增壓、單級(jí)渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，并且在1500r/m