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雙渦輪增壓汽油機(jī)系統(tǒng)的新概念

小型汽油機(jī)相對自然吸氣式發(fā)動(dòng)機(jī)的節(jié)流損失顯著減小。提出了各種降低節(jié)流的新概念，如在進(jìn)氣口使用固定形狀渦輪（FGT）或可變幾何形狀渦輪機(jī)（VGT）的降低節(jié)流的機(jī)構(gòu)或應(yīng)用節(jié)流閥控制氣流。雖然正常情況下FGT或VGT沒有節(jié)流口也可以調(diào)整節(jié)氣門的空氣流量，但這需要其它部件的輔助或復(fù)雜的控制策略。

提出了一種對現(xiàn)有雙渦輪增壓汽油機(jī)系統(tǒng)稍做變動(dòng)即可降低節(jié)流的概念。本文研究的發(fā)動(dòng)機(jī)模型是一個(gè)尺寸縮小60%的2.0L 4缸汽油機(jī)，該發(fā)動(dòng)機(jī)在進(jìn)氣口既具有進(jìn)氣增壓器，又有渦輪增壓器。其工作原理是使用一個(gè)無級(jí)變速器驅(qū)動(dòng)的增壓器調(diào)節(jié)進(jìn)氣的質(zhì)量流。無級(jí)變速器的使用使增壓器的出口壓力變得可控。根據(jù)出口壓力是否大于入口，增壓器可以給高負(fù)荷發(fā)動(dòng)機(jī)供給激勵(lì)或在部分負(fù)荷下提供一種擴(kuò)大回收節(jié)流損失的方法。根據(jù)增壓器作為擴(kuò)大器獲得的一些試驗(yàn)數(shù)據(jù)建立了一維仿真模型。仿真結(jié)果表明，部分負(fù)荷下，通過比較增壓器回收節(jié)流損失與工作發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)流，可改善制動(dòng)燃油消耗達(dá)3%。探討了降低增壓器出口溫度對燃燒效率的影響。

此外,增壓器的冷卻可減輕增壓后冷卻器的負(fù)荷，有利于高負(fù)荷周期的抗暴性和容積效率。但是，在將增壓節(jié)流氣體交換過程從概念變成事實(shí)之前，需要解決現(xiàn)有無級(jí)變速、冷凝、燃料蒸發(fā)和泵壓操作下有限的增壓器工作范圍問題。

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

編譯：趙喚