[发明专利]变海拔二级压气机与柴油机的匹配方法

权利要求书

1.一种变海拔二级压气机与柴油机的匹配方法，其特征在于：在变海拔变工况条件下，确定变海拔压气机与柴油机匹配边界，确定以二级压气机耗功最小为二级压气机与柴油机匹配原则，计算高、低压级压气机增压比分配，实现两级压气机选型匹配。

2.根据权利要求1所述的变海拔二级压气机与柴油机的匹配方法，其特征在于：变海拔压气机与柴油机匹配边界：在海拔0m～5500m判断柴油机与压气机匹配边界，以海拔和转速确定四个边界运行工况点，具体如下表：

3.根据权利要求1所述的变海拔二级压气机与柴油机的匹配方法，其特征在于：变海拔下二级压气机与柴油机匹配原则为二级压气机耗功最小，包括：

①0m-5500m最大转矩点1500r/min均落在高压级压气机最高效率圈；

②海拔3500m柴油机全负荷耗气特性曲线与低压级压气机节流线吻合；

③柴油机运行边界均落在二级压气机特性图上，且保留15％喘振裕度。

4.根据权利要求1所述的变海拔二级压气机与柴油机的匹配方法，其特征在于：高、低压级压气机增压比分配方法，具体步骤为：

在高、低压级压气机进气温度不同时，确定两级压气机增压比分配，使得两级压气机耗功最小，假设匹配点工况高、低压级压气机效率相等，其中二级压气机等熵耗功为：

E_C＝E_HC+E_LC (1-1)

式中，E_HC和E_LC分别为高、低压级压气机等熵耗功，

结合(1-1)～(1-3)式得到：

上式(1-4)中对于指定的目标增压压力，当不等式成立，二级压气机等熵耗功最小，必然要求：

据此，提出增压比分配与二级压气机进气温度相适应原则，即：

π_C＝π_HCπ_LC (1-7)

5.根据权利要求1所述的变海拔二级压气机与柴油机的匹配方法，其特征在于：在海拔0m～5500m判断柴油机与压气机匹配边界过程中，采用8点工况边界法，将海拔0m～5500m、转速800～2100r/min和负荷20％～100％边界条件作为压气机与柴油机匹配的边界。

6.根据权利要求5所述的变海拔二级压气机与柴油机的匹配方法，其特征在于：根据模拟变海拔柴油机八个工况边界点，选择对匹配边界影响最大的四个工况点，包括0m海拔800r/min；0m海拔2100r/min；5500m海拔800r/min；5500m海拔2100r/min，分析限制条件如下：

7.根据权利要求1所述的变海拔二级压气机与柴油机的匹配方法，其特征在于：随着级间温度减小，增压比之比逐渐增大，二级压气机进口温度相同时为等温压缩，高、低压级理想增压比之比为1。

8.根据权利要求1所述的变海拔二级压气机与柴油机的匹配方法，其特征在于：变海拔二级压气机匹配计算流程：

获得匹配点目标功率、进气温度、柴油机参数，计算该匹配点对应的进气流量以及增压压力；

进气流量结合环境温度压力计算出低压级折合流量，同时增压压力计算总压比，总压比结合压气机进气温度计算出低压级压比以及高压级压比；

低压级折合流量结合低压级压比获得低压级压气机初选结果；

低压级压比、电压级压气机效率得出压间温度、压力以及高压级折合流量，高压级折合流量结合高压级压比得出高压级压气机初选结果；

结合低压级压气机初选结果与高压级压气机初选结果得出涡轮流通能力匹配结果；

对非匹配工况点进行计算验证；

最终得出合理的低压级选型匹配以及高压级选型匹配。