在2冲程发动机上应用涡轮增压技术以改善燃油经济性的研究



在2冲程发动机上应用涡轮增压技术以改善燃油经济性的研究

本项研究的目的旨在评估对4冲程涡轮柴油机燃油系统的替代，以达到2020年将CO2排放量降低到95g/km的目标。2冲程发动机能够保证自然吸气的同时支持PCCI（预混合压燃）以及低温燃烧来控制颗粒和NOx的排放。

通过使用GT-POWER（发动机工作过程模拟计算软件）对SAE论文2012-01-0831中描述的对发动机空气回路系统技术的试验结果进行校准。2个具体的助推系统被定义为首选路径：①超级涡轮增压与双速罗茨式增压器；②超级涡轮增压与机械离心式压缩机和CVT（无级变速器）2种变速器。

对涡轮增压装置支座的初始性能进行验证及对燃气轮机功率模型的开发进行了介绍。

所使用的测量数据均从2缸2冲程0.73L柴油机试验得来。最初气道试验结果表明，由于预测数据图和真实数据之间的性能差距较大，所以需要对涡轮的匹配进行修正。这项试验的进程使用了霍尼韦尔涡轮增压解决方案，在试验中观察更换气门的变化，气门包括固定喷嘴几何尺寸的气门和可变喷嘴尺寸的气门（VNT）。试验结果表明，VNT与原有发动机匹配相比，在提高功率和降低扭矩输出的同时能够有效降低燃油消耗率。对于高压级机械罗茨型和CVT增压器的试验表明，与传统具有相同排量的增压器相比，后者具有较高的吸收功率。因此，供应商侧重于对部分单元增压器进行优化研究。研究最终装有VNT的CVT增压器被组装到发动机中，通过校准后确认其动力模型的有效性和准确性。

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

编译：王一浏