在2沖程發動機上應用渦輪增壓技術以改善燃油經濟性的研究

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在2沖程發動機上應用渦輪增壓技術以改善燃油經濟性的研究

本項研究的目的旨在評估對4沖程渦輪柴油機燃油系統的替代，以達到2020年將CO2排放量降低到95g/km的目標。2沖程發動機能夠保證自然吸氣的同時支持PCCI（預混合壓燃）以及低溫燃燒來控制顆粒和NOx的排放。

通過使用GT-POWER（發動機工作過程模擬計算軟件）對SAE論文2012-01-0831中描述的對發動機空氣回路系統技術的試驗結果進行校準。2個具體的助推系統被定義為首選路徑：①超級渦輪增壓與雙速羅茨式增壓器；②超級渦輪增壓與機械離心式壓縮機和CVT（無級變速器）2種變速器。

對渦輪增壓裝置支座的初始性能進行驗證及對燃氣輪機功率模型的開發進行了介紹。

所使用的測量數據均從2缸2沖程0.73L柴油機試驗得來。最初氣道試驗結果表明，由于預測數據圖和真實數據之間的性能差距較大，所以需要對渦輪的匹配進行修正。這項試驗的進程使用了霍尼韋爾渦輪增壓解決方案，在試驗中觀察更換氣門的變化，氣門包括固定噴嘴幾何尺寸的氣門和可變噴嘴尺寸的氣門（VNT）。試驗結果表明，VNT與原有發動機匹配相比，在提高功率和降低扭矩輸出的同時能夠有效降低燃油消耗率。對于高壓級機械羅茨型和CVT增壓器的試驗表明，與傳統具有相同排量的增壓器相比，后者具有較高的吸收功率。因此，供應商側重于對部分單元增壓器進行優化研究。研究最終裝有VNT的CVT增壓器被組裝到發動機中，通過校準后確認其動力模型的有效性和準確性。

Pavel Brynych et al. SAE 2014-32-0011.

編譯：王一瀏