双涡轮增压汽油机系统的新概念



双涡轮增压汽油机系统的新概念

小型汽油机相对自然吸气式发动机的节流损失显著减小。提出了各种降低节流的新概念，如在进气口使用固定形状涡轮（FGT）或可变几何形状涡轮机（VGT）的降低节流的机构或应用节流阀控制气流。虽然正常情况下FGT或VGT没有节流口也可以调整节气门的空气流量，但这需要其它部件的辅助或复杂的控制策略。

提出了一种对现有双涡轮增压汽油机系统稍做变动即可降低节流的概念。本文研究的发动机模型是一个尺寸缩小60%的2.0L 4缸汽油机，该发动机在进气口既具有进气增压器，又有涡轮增压器。其工作原理是使用一个无级变速器驱动的增压器调节进气的质量流。无级变速器的使用使增压器的出口压力变得可控。根据出口压力是否大于入口，增压器可以给高负荷发动机供给激励或在部分负荷下提供一种扩大回收节流损失的方法。根据增压器作为扩大器获得的一些试验数据建立了一维仿真模型。仿真结果表明，部分负荷下，通过比较增压器回收节流损失与工作发动机节流，可改善制动燃油消耗达3%。探讨了降低增压器出口温度对燃烧效率的影响。

此外,增压器的冷却可减轻增压后冷却器的负荷，有利于高负荷周期的抗暴性和容积效率。但是，在将增压节流气体交换过程从概念变成事实之前，需要解决现有无级变速、冷凝、燃料蒸发和泵压操作下有限的增压器工作范围问题。

Colin Copeland et al. SAE 2015-01-1258.

编译：赵唤