[发明专利]基于最小耗功理论的高海拔两级压气机增压比分配方法

说明书

本发明提供一种基于最小耗功理论的高海拔两级压气机增压比分配方法，以双VGT二级可调增压系统的二级压气机耗功最小为原则，根据两级压气机效率和进气温度，分配高、低压级压气机增压比分配。双VGT二级可调增压系统包括高压级压气机、低压级压气机以及两级中冷器。本发明提出增压比分配与二级压气机效率和进口温度相适应原则，以两级压气机耗功最小为目标，根据变海拔高、低压气机效率和进口温度不同，确定两级压气机增压比最佳分配比例。

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，特别是涉及一种基于最小耗功理论的高海拔两级压气机增压比分配方法。

背景技术

我国是一个高原大国，拥有世界上面积最大的高原地域。青藏高原是世界上最具代表性的高原，平均海拔超过4000m，总面积达240万km2，约占国土面积的1/4。车辆在高原公路(如青藏线、川藏线和滇藏线等)行驶时，具有海拔高、落差大、坡陡、长坡多、工况复杂的特点，进气充量减少致使柴油机燃烧恶化，功率、燃油消耗率、热负荷等各项技术性能劣化明显。据统计，海拔每升高1000m柴油机动力性下降4.0％～13.0％、经济性下降2.7％～12.9％，涡前排温和缸盖温度升高7％～10％。二级可调增压系统具有高压比、宽流量的特点，能够提高柴油机高海拔下的增压压力。特别地，双VGT二级可调增压系统由高、低压级VGT串联组成，能够根据海拔和工况的变化，有效利用排气能量和进行涡轮膨胀比的分配，实时控制增压压力和进气流量，提高不同海拔下柴油机的进气密度，确保缸内空燃比最佳。但变海拔在非匹配点工况，高、低压级压气机效率和进气温度均不相同，如何确定两级压气机增压比分配比例，决定了二级压气机总耗功。因此，本发明申请提出了基于最小耗功理论的高海拔两级压气机增压比分配方法。

发明内容

针对现有变海拔二级压气机增压比分配问题。本发明提出了一种基于最小耗功理论的高海拔两级压气机增压比分配方法。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种基于最小耗功理论的高海拔两级压气机增压比分配方法，其特征在于：以双VGT二级可调增压系统的二级压气机耗功最小为原则，根据两级压气机效率和进气温度，分配高、低压级压气机增压比分配。

而且，双VGT二级可调增压系统包括高压级压气机、低压级压气机以及两级中冷器，低压级压气机与高压级压气机串联，高压级压气机连接柴油机气缸，高压级压气机的进气管的输入端安装有一级中冷器，高压级压气机的进气管的输出端安装有另一级中冷器，高、低压级压气机等熵效率可调节，两级中冷器调节进气温度。

而且，当高、低压级压气机等熵效率和进气温度不同时，确定两级压气机增压比分配，使得两级压气机耗功最小，

二级压气机耗功W_C：

W_C＝W_HC+W_LC (1)

高、低压级压气机耗功：

则二级压气机总耗功为：

将低压级增压比用高压级增压比来替代：

π_LC＝π_C/π_HC (5)

将(5)式代入(4)式中得到：

令方程(6)中得到：

在低压级中冷出口温度一定条件下，(8)式中T₀/T₂可以看做一个与海拔有关的常数C_h，