[發(fā)明專利]一種高低轉(zhuǎn)速兼顧的高強化柴油機增壓匹配方法

在審

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• 申請日: 2022-06-14
• 公開（公告）號: CN114922726A
• 公開（公告）日: 2022-08-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳晗;張澤宇;謝亮;車偉凡;王字滿;李向榮
• 申請（專利權(quán)）人: 北京理工大學(xué)
• 主分類號: F02B37/013
• 分類號: F02B37/013;F02M35/10
• 代理公司: 北京正陽理工知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11639
• 代理人: 張利萍

本發(fā)明公開了一種高低轉(zhuǎn)速兼顧的高強化柴油機增壓匹配方法，所述匹配方法通過在柴油機進氣道設(shè)置串聯(lián)式相繼增壓器和可變渦流比裝置實現(xiàn)；所述串聯(lián)式相繼增壓器由串聯(lián)的低壓級渦輪增壓器和高壓級渦輪增壓器組成；所述匹配方法為：在柴油機低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，啟用低壓級渦輪增壓器和可變渦流比裝置，并調(diào)節(jié)可變渦流比裝置參數(shù)，使缸內(nèi)的進氣渦流比保持在低渦流比常數(shù)值不變；在柴油機中高轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，啟用低壓級渦輪增壓器、高壓級渦輪增壓器及可變渦流比裝置，并調(diào)節(jié)可變渦流比裝置參數(shù)，使缸內(nèi)的進氣渦流比隨柴油機轉(zhuǎn)速增高而不斷增大。本發(fā)明能夠解決單獨使用相繼增壓系統(tǒng)后，柴油機高轉(zhuǎn)速時有效熱效率降低的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于發(fā)動機進氣系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高低轉(zhuǎn)速兼顧的高強化柴油機增壓匹配方法。

背景技術(shù)

渦輪增壓器是柴油機強化的核心技術(shù)，利用渦輪增壓器提升進氣充量，增大循環(huán)加熱量，可以有效提升柴油機功率。

傳統(tǒng)單級相繼增壓器的最高增壓比普遍小于3.5，且單級增壓比越高，渦輪增壓器轉(zhuǎn)速越高，尺寸也越大，導(dǎo)致增壓響應(yīng)遲滯，此外，由于渦輪增壓器的高效運行范圍集中在發(fā)動機中轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，因此無法平衡高低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的高效運行需求。然而，串聯(lián)式相繼增壓器可以在低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)使用低壓級渦輪增壓器，保證渦輪增壓器在低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)高效輸出更高的增壓比，而在高轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)使用串聯(lián)式兩級增壓器，新鮮空氣相繼流入低壓級與高壓級壓氣機，總增壓比是兩級壓氣機增壓比之和，有效提升了增壓比，降低了對單級渦輪增壓器增壓能力的需求，并且可以使高壓級渦輪增壓器在高轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)高效運行。

使用相繼增壓系統(tǒng)后，雖然高轉(zhuǎn)速時的增壓比提升，但是柴油噴霧的背景氣密度也大幅提升，其極大程度地提升了柴油噴霧的動量耗散，抑制了噴霧在空間上的擴展，削弱了油氣混合能力，使燃燒持續(xù)期延長，導(dǎo)致高強化柴油機高轉(zhuǎn)速時的有效熱效率降低。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種高低轉(zhuǎn)速兼顧的高強化柴油機增壓匹配方法，能夠解決單獨使用相繼增壓系統(tǒng)后，柴油機高轉(zhuǎn)速時有效熱效率降低的問題。

本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種高低轉(zhuǎn)速兼顧的高強化柴油機增壓匹配方法，所述匹配方法通過在柴油機進氣道設(shè)置串聯(lián)式相繼增壓器和可變渦流比裝置實現(xiàn)。

進一步的，所述串聯(lián)式相繼增壓器由串聯(lián)的低壓級渦輪增壓器和高壓級渦輪增壓器組成。

進一步的，所述匹配方法為：

在柴油機低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，啟用低壓級渦輪增壓器和可變渦流比裝置，并調(diào)節(jié)可變渦流比裝置參數(shù)，使缸內(nèi)的進氣渦流比保持在低渦流比常數(shù)值n不變；

在柴油機中高轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，啟用低壓級渦輪增壓器、高壓級渦輪增壓器及可變渦流比裝置，并調(diào)節(jié)可變渦流比裝置參數(shù)，使缸內(nèi)的進氣渦流比隨柴油機轉(zhuǎn)速增高而不斷增大。

進一步的，所述低渦流比常數(shù)值n滿足0≤n≤1.2。

進一步的，所述進氣渦流比SR與柴油機轉(zhuǎn)速rpm之間的關(guān)系為：

在柴油機低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，進氣渦流比SR＝n；

在柴油機中高轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，進氣渦流比SR＝5*10^-10*rpm³-5*10^-6*rpm²+0.0161*rpm-16.83+n。

有益效果：