[发明专利]一种高低转速兼顾的高强化柴油机增压匹配方法

说明书

本发明公开了一种高低转速兼顾的高强化柴油机增压匹配方法，所述匹配方法通过在柴油机进气道设置串联式相继增压器和可变涡流比装置实现；所述串联式相继增压器由串联的低压级涡轮增压器和高压级涡轮增压器组成；所述匹配方法为：在柴油机低转速范围内，启用低压级涡轮增压器和可变涡流比装置，并调节可变涡流比装置参数，使缸内的进气涡流比保持在低涡流比常数值不变；在柴油机中高转速范围内，启用低压级涡轮增压器、高压级涡轮增压器及可变涡流比装置，并调节可变涡流比装置参数，使缸内的进气涡流比随柴油机转速增高而不断增大。本发明能够解决单独使用相继增压系统后，柴油机高转速时有效热效率降低的问题。

技术领域

本发明属于发动机进气系统技术领域，具体涉及一种高低转速兼顾的高强化柴油机增压匹配方法。

背景技术

涡轮增压器是柴油机强化的核心技术，利用涡轮增压器提升进气充量，增大循环加热量，可以有效提升柴油机功率。

传统单级相继增压器的最高增压比普遍小于3.5，且单级增压比越高，涡轮增压器转速越高，尺寸也越大，导致增压响应迟滞，此外，由于涡轮增压器的高效运行范围集中在发动机中转速范围内，因此无法平衡高低转速范围内的高效运行需求。然而，串联式相继增压器可以在低转速范围内使用低压级涡轮增压器，保证涡轮增压器在低转速范围内高效输出更高的增压比，而在高转速范围内使用串联式两级增压器，新鲜空气相继流入低压级与高压级压气机，总增压比是两级压气机增压比之和，有效提升了增压比，降低了对单级涡轮增压器增压能力的需求，并且可以使高压级涡轮增压器在高转速范围内高效运行。

使用相继增压系统后，虽然高转速时的增压比提升，但是柴油喷雾的背景气密度也大幅提升，其极大程度地提升了柴油喷雾的动量耗散，抑制了喷雾在空间上的扩展，削弱了油气混合能力，使燃烧持续期延长，导致高强化柴油机高转速时的有效热效率降低。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种高低转速兼顾的高强化柴油机增压匹配方法，能够解决单独使用相继增压系统后，柴油机高转速时有效热效率降低的问题。

本发明是通过下述技术方案实现的：

一种高低转速兼顾的高强化柴油机增压匹配方法，所述匹配方法通过在柴油机进气道设置串联式相继增压器和可变涡流比装置实现。

进一步的，所述串联式相继增压器由串联的低压级涡轮增压器和高压级涡轮增压器组成。

进一步的，所述匹配方法为：

在柴油机低转速范围内，启用低压级涡轮增压器和可变涡流比装置，并调节可变涡流比装置参数，使缸内的进气涡流比保持在低涡流比常数值n不变；

在柴油机中高转速范围内，启用低压级涡轮增压器、高压级涡轮增压器及可变涡流比装置，并调节可变涡流比装置参数，使缸内的进气涡流比随柴油机转速增高而不断增大。

进一步的，所述低涡流比常数值n满足0≤n≤1.2。

进一步的，所述进气涡流比SR与柴油机转速rpm之间的关系为：

在柴油机低转速范围内，进气涡流比SR＝n；

在柴油机中高转速范围内，进气涡流比SR＝5*10^-10*rpm³-5*10^-6*rpm²+0.0161*rpm-16.83+n。

有益效果：