機械渦輪復合系統對渦輪增壓柴油機性能的影響

機械渦輪復合系統對渦輪增壓柴油機性能的影響

內燃發動機排出的廢氣中一般包含約22%～46%的燃料能量，因此，對發動機排放進行能量回收是一項具有現實意義的研究工作。介紹了渦輪復合系統的一些已有的研究工作，仿真模擬研究了機械渦輪裝置對渦輪增壓柴油機性能的影響。仿真過程中，將下游動力渦輪連接到主渦輪增壓器后面的排氣歧管，其目的在于對廢熱進行能量回收。研究采用的發動機為斯堪尼亞DC13-06型柴油發動機，具有6個氣缸，排量為13L。對渦輪復合系統的可行性、有效性以及最佳工作范圍進行了研究。在AVL BOOST中建立了機械渦輪復合系統的模型并進行了仿真，AVL BOOST是針對一維發動機的算法。研究發現，渦輪增壓復合系統可以回收11.4%廢氣能量或者3.7kW額外功率。單一渦輪增壓機只能在轉速較高下可以較好地改善柴油發動機的性能，而排氣歧管的排氣背壓記錄顯示，發動機轉速在較低速區間時，單一渦輪增壓機對柴油發動機效率及排放的改善非常有限。將渦輪增壓復合系統有效連接在上述發動機上，則可以提升發動機有效功率高達1.2%，降低平均燃油消耗率可達1.9%。仿真結果表明，渦輪增壓復合系統比單獨渦輪增壓機可以更有效地提高發動機燃燒效率以及更好地對排放中的廢熱進行回收。但本研究并未對渦輪增壓柴油發動機進行試驗驗證，而僅僅采用了仿真模擬的方式對其進行了研究，因此對此方面的研究還有很大的空間。

Aaron Edward Teo Sheng Jye et al.SAE 2013-01-0103.

編譯：張玉倫