论文摘要
涡轮增压技术由于可以大大提高发动机的动力性能,并可以提高发动机的燃油经济性以及排放性能,目前已经广泛应用于车用柴油机上。如何实现涡轮增压器与发动机的良好匹配在涡轮增压技术的应用中一直是一个很重要的问题。近年来,为了实现更高的动力和经济性能,满足日益严格的排放法规要求,许多新的涡轮增压系统逐渐应用到柴油机市场,包括电控废气放气涡轮增压、可变截面涡轮增压、相继涡轮增压以及可调两级涡轮增压技术。与此同时,废气再循环（EGR）技术也是满足未来欧Ⅳ、欧Ⅴ排放法规的重要措施。在引入这些新技术之后的涡轮增压器的选型与匹配是一件更加复杂的工作。本文通过对涡轮增压匹配技术的研究,建立了车用柴油机涡轮增压系统选型匹配的模型,并基于Visual C++编写了匹配软件TurboMatch,可以方便的用于车用柴油机涡轮增压系统的选配。并以一维发动机性能仿真软件GT-POWER为基础,建立涡轮增压柴油机模型,进行了多方案涡轮增压系统的匹配计算,经过对比分析,发现TurboMatch匹配模型的计算结果与试验或GT-POWER计算误差均很小,验证了TurboMatch的模型是正确的,并具有较高的计算精度和效率。为了进一步研究柴油机引入EGR之后涡轮增压器的选配,本文分别从高、低压EGR系统出发,基于热力学假设建立了EGR发动机的涡轮增压器匹配模型,计算研究了涡轮增压柴油机引入EGR后的涡轮增压器匹配变化规律。并利用GT-POWER建立了涡轮增压柴油机的高、低压EGR系统模型,在保证空燃比基本不变的情况下,计算了涡轮增压柴油机高、低工况下的性能,定量分析了引入EGR后涡轮增压器与发动机的匹配变化规律,经对比分析发现两者计算结果相差较小,证明了建立的基于热力学的模型是正确的,并具有较高的精度,能够为EGR柴油机的涡轮增压器选型匹配工作提供指导。
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摘要ABSTRACT第一章 绪论1.1 前言1.2 国内外车用柴油机涡轮增压匹配及其发展现状1.2.1 涡轮增压匹配及其要求1.2.2 涡轮增压匹配的问题及解决措施1.2.3 涡轮增压匹配技术的发展和现状1.3 选题来源与意义1.4 论文主要内容第二章 车用柴油机涡轮增压系统选配模型2.1 涡轮增压柴油机匹配计算模型2.1.1 发动机本体2.1.2 发动机排温计算模型2.1.3 涡轮增压器模型2.1.4 中冷器模型2.1.5 空滤器与消音器模型2.2 脉冲涡轮系数的计算2.3 高原匹配特性的计算2.4 各种涡轮增压系统的匹配计算2.4.1 普通单级涡轮增压的匹配2.4.2 废气放气涡轮增压的匹配2.4.3 增压系统总体选型流程与选配评价指标2.4.4 匹配模型算例2.5 本章小结第三章 柴油机涡轮增压系统选配软件的开发3.1 软件的功能规划与流程设计3.1.1 前处理3.1.2 计算3.1.3 后处理3.2 软件的界面设计与实现3.3 软件模块类的设计及实现3.4 涡轮增压器图谱处理及数据库3.4.1 图谱绘制原理3.4.2 压气机MAP 的数值表示3.4.3 涡轮MAP 的数值表示3.4.4 涡轮增压器图谱数据库3.5 本章小结第四章 车用柴油机涡轮增压系统选配的计算4.1 D6114 柴油机性能参数4.2 柴油机涡轮增压系统选配的计算研究4.2.1 涡轮增压系统选配的TurboMatch 计算4.2.2 涡轮增压系统选配的GT-POWER 计算4.2.3 TurboMatch 与GT-POWER 匹配计算的比较4.3 柴油机涡轮增压的高原匹配特性研究4.3.1 涡轮增压高原匹配特性的TurboMatch 计算4.3.2 涡轮增压高原匹配特性的GT-POWER 计算4.3.3 TurboMatch 与GT-POWER 高原匹配计算的比较4.4 本章小结第五章 EGR 柴油机涡轮增压器匹配的研究5.1 欧Ⅳ排放法规降低NOx 所需的EGR 策略5.2 高压EGR 柴油机涡轮增压器匹配研究5.2.1 高压EGR 系统涡轮增压器匹配模型5.2.2 高压EGR 匹配模型计算5.2.3 高压EGR 匹配性能的GT-POWER 计算5.2.4 TurboMatch 与GT-POWER 计算的比较5.3 低压EGR 柴油机涡轮增压器匹配研究5.3.1 低压EGR 系统涡轮增压器匹配模型5.3.2 低压EGR 匹配模型计算5.3.3 低压EGR 匹配性能的GT-POWER 计算5.3.4 TurboMatch 与GT-POWER 计算的比较5.4 本章小结第六章 全文总结与展望6.1 全文总结6.2 展望附录参考文献致谢攻读硕士学位期间发表的学术论文上海交通大学学位论文答辩决议书
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