[发明专利]基于仿真计算的两级增压系统匹配方法

摘要

本发明公开了一种基于仿真计算的两级增压系统匹配方法，该两级增压采用第一级电动增压、第二级涡轮增压，串联布置，电动增压器设置了旁通管路。两级增压匹配时首先根据发动机的性能开发目标，分析得出发动机进气流量和压力需求，根据需求匹配涡轮与压气机实测性能Map，选取发动机低速扭矩、最大扭矩段、额定功率、高原功率综合最优的方案。在此基础上关闭旁通支路，进行两级增压联合匹配，调整电动增压器转速进行一级增压，提高涡轮增压器进口气压，由涡轮增压器进行二级增压，从而实现提升发动机低速扭矩，扩大最大扭矩段范围的作用。仿真完成后的电动增压转速与涡轮增压废气旁通阀数据将用于台架标定开发。

主权项

1.一种基于仿真计算的两级增压系统匹配方法，其特征在于，它包括如下步骤：/n步骤1：根据增压发动机扭矩和功率的设计目标，设置对应的增压汽油机燃烧参数、空燃比、增压器进气流量和压比图，并根据设置的增压发动机燃烧参数、空燃比、增压器进气流量和压比图进行增压发动机增压器匹配初步计算，确定初始发动机与增压器联合运行时进气流量及压比的匹配点、运行在该匹配点所需的发动机进气量、增压器进气压力，以及运行在该匹配点时的增压器涡前压力、增压器涡前温度、压气机压比和发动机排气温度；/n该匹配点对应的压气机效率大于等于65％且增压器膨胀比不超过预设限值；/n步骤2：利用发动机进气量、增压器进气压力、增压器涡前压力、增压器涡前温度和发动机排气温度进行增压器压气机和涡轮机的初选，初选规则中发动机、压气机和增压器需要同时满足如下条件：发动机运行外特性工况对应的压气机进气流量与压比匹配线距离压气机喘振线裕量超过10％；压气机压比不高于设定的进气系统管路零部件对应的压比限值；并且发动机最大功率点满足预设的发动机功率高原性能要求；增压器涡前温度不高于进气系统管路零部件对应的温度限值，增压器涡轮膨胀比不高于进气系统管路零部件对应的膨胀比限值；/n步骤3：根据发动机的几何结构参数和目标扭矩，匹配计算得出发动机需要的进气量和增压压力，然后根据发动机需要的进气量和增压压力利用发动机台架性能试验系统对发动机工作过程进行标定，建立没有增压器的发动机工作过程模型；/n步骤4：在没有增压器的发动机工作过程模型中填入增压器供应商根据增压器压气机和涡轮机的初选结果提供的增压Map数据，进行增压器和发动机协同通过过程的模拟，得到发动机性能和增压器性能匹配数据，根据发动机性能和增压器性能匹配数据来确定所需增压器的具体型号；/n步骤5：根据确定的增压器的具体型号得到包含增压器的发动机工作过程模型，并对包含增压器的发动机工作过程模型进行模拟计算，得到发动机在1000～1200rpm转速下的扭矩、发动机最大扭矩对应的转速区间、发动机额定功率；/n步骤6：通过调节包含增压器的发动机工作过程模型中涡轮机和压气机的性能需求使发动机在1000～1200rpm转速下的扭矩达到1000～1200rpm转速对应的预设目标扭矩，同时，发动机最大扭矩对应的转速区间内各个转速下的扭矩均达到对应的各转速预设目标扭矩，并且发动机额定功率达到预设的额定功率，完成增压器与发动机的匹配。/n