基于不同增压系统的汽油机参数优化试验



基于不同增压系统的汽油机参数优化试验

增压直喷汽油机在汽车市场上变得越来越普遍，而增压系统的架构和效率与发动机性能密切相关。单级增压系统和两级增压系统（包括双涡轮增压和机械增压加涡轮增压）都是潜在的配置方案。当内燃机与增压系统相结合时，机械、流体和热力学耦合在一起，因此要将该系统作为一个整体对待。初步选择增压系统时，能否与发动机的所有设计特点相匹配非常重要，如发动机压缩比、进气门形状和进气歧管、排气组件的匹配，且需要调整和优化发动机控制装置的校准参数。

采用一维发动机循环模拟与试验测试相结合的方法，来探索使用各种增压系统发动机的最佳配置和标定参数。共测试了5种不同的发动机及相应增压系统，包括2个1.6L采用缸内直喷的4缸发动机（分别配置涡轮增压单级增压系统和机械增压单级增压系统）及3个减配的1.2L缸内直喷3缸发动机（配备两级增压系统，分别为串联双涡轮增压、机械增压-涡轮增压、涡轮增压-机械增压）。试验设计方法在给定的增压系统架构下对目标发动机进行了优化，包括发动机硬件规格（如压缩比）、可变参数（如进气和排气门相位、燃烧相位）。

在稳态试验工况和典型车辆行驶循环工况下，对不同发动机和增压系统的燃油消耗、性能进行了比较。在轻载的稳态工况和循环工况下，采用两级增压系统的发动机，机械增压-涡轮增压3缸发动机拥有最好的燃油经济性。在中载或重载条件下，单级机械增压4缸发动机燃油经济性最好。在稳态重载工况下，单级涡轮增压4缸发动机燃油消耗最少。

Manfred Amann et al. SAE 2014-01-1204.

编译：张永赫