增壓器高原保護對動力性的影響

趙龍

【摘? 要】隨著國家經濟的發展，西部發展迎來了新的機遇，因此為支援西部高原發展建設，交通工具卡車肩負著重要的運輸責任。隨著海拔的提升，空氣變得越來越稀薄，對于增壓發動機而言，為保證增壓器運行在安全的指標下，會通過降低發動機動力性的方式來平衡整車動力性與增壓器的極限性能指標安全性。通過不同海拔對增壓器進行保護標定，來獲取最優的數據，既保證動力性滿足要求，也使增壓器能夠安全運行。

【關鍵詞】卡車;發動機;增壓器保護;數據標定;動力性

引言

整車的動力性一直是客戶比較關注的焦點之一，隨著中國經濟的不斷發展，西部高原地區包括南美高原地區對于整車的需求量日益增加。為了保證高原地區，由于空氣稀薄帶來的一系列影響發動機性能的問題。我們需要針對性的對發動機進行標定，尤其是增壓器的保護標定。因為高原空氣稀薄，增壓器需要更高的轉速來達到平原地區相應的增壓壓力，但增壓器是機械式運轉，有轉速上限，超過轉速上限就會出現因應力疲勞帶來的問題比如斷軸、漏油等。而且由于空氣稀薄，發動機燃燒變差，增壓器渦前溫度和渦前壓力也會變大，可能會超過指標限值。因此，需要對增壓器進行系統的高原標定，一款新的增壓器都應該進行不同海拔、不同氣壓的保護標定，在確保增壓器安全的前提下，盡量提升動力性。

1.不同海拔增壓器的最高轉速、最高渦前壓力、最高渦前溫度結果

在某款國產柴油發動機進行了某款增壓器的保護試驗，增壓器廠家給出的增壓器的最高轉速限值是19萬rpm，最高渦前壓力絕對值3800hPa，最高渦前溫度750℃。試驗過程中以此為標定限值，在不同海拔進行標定，下圖是不同海拔的試驗結果。

通過標定將增壓器轉速控制在限定的轉速19萬rpm以內，隨著海拔的升高，空氣開始變得稀薄，渦前最高壓力呈現降低的狀態，最高渦前壓力3586hPa，最高渦前排溫68℃，最終結果能夠滿足廠家的要求。

2.不同海拔發動機動力性的變化

為了比較不同海拔，在標定增壓器的保護過程中，發動機動力性的變化。考慮到在高原試驗的安全性，本文主要以試驗整車的4檔在不同轉速下動力發揮水平進行比較。發動機動力性與每缸的噴油量是成正比例，因此本文主要通過燃油量來比較各海拔的動力性發揮。下圖為在各海拔不同轉速下燃油量開始限制的標定結果，燃油量單位：mg/hug

通過數據比較，此款增壓器在1600m海拔以下是不需要進行保護增壓器標定的。在1600m以上開始限制發動機油量，以保證增壓器轉速在限值范圍內。隨著海拔的升高，保護增壓器需要限制的油量越來越大。標定后增壓器廠家及相關人員進行了實地測試，由于在2400rpm以下沒有對油量進行標定，加速性能（怠速-換擋點2000rpm左右）不受影響，最高車速也沒有發生變化，可以接受。下圖比較直觀的展現了不同海拔油量的變化情況。

通過比較上圖，可以清晰的看出，隨著海拔的增加，油量標定限值逐漸下降，主要集中在2800-3200rpm轉速區間，此區間集中在額定點附近。功率較大，噴油量也比較大，對于增壓壓力需求較高，因此在高海拔地區此區域受影響比較大。經過與客戶溝通，此款車型主要用途是爬山拉貨，主要轉速區間在2000-2500rpm區域，因此動力性的下降對于客戶長期使用的區域沒有影響，滿足客戶需求。

3.結論

通過比較數據，隨著海拔的升高，空氣變得稀薄。增壓器渦前壓力呈現下降的趨勢，保護增壓器標定帶來的動力性下降呈現加快的趨勢。

通過標定在不同海拔能夠將增壓器的最高轉速控制在19萬rpm以內，增壓器的渦前壓力、渦前溫度均滿足增壓器廠家的要求。隨之帶來的結果是動力性的下降，由于此款車型主要是側重于在3500m左右高原的用戶，主要用來爬山。因此大部分匹配的發動機轉速運行區間是2000-2500rpm左右，在此期區間的油量變化帶來的動力性下降客戶是可以接受的。

參考文獻

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