曹平平曹明柱陈怀望周 全：高速柴油机增压器选型试验分析研究 高速柴油机增压器选型试验分析研究 曹平平曹明柱陈怀望周全 （安徽江淮汽车股份有限公司） ［摘要］随着增压技术的不断成熟，增压器生产厂家和型号的不断增多。在发动机性能开 发过程中，需要对增压器进行相关的选型试验，从而确定最佳的匹配方案，使发动机的动力性、 经济性最优。本文就高速柴油机的增压器选型试验进行了深入的分析研究，提出了一种简单的选 型方案，不仅缩短了开发周期，而且降低了试验成本。对于高速柴油机增压器选型试验具有重要 的指导意义。 （关键词］高速柴油机增压器选型 喘振 Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｓ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｃｈａｒｇｅｒ ｃｏｎｔｉｎｕｅｓ ｔｏ ｍａｔｕｒｅ，ｔｕｒｂｏｃｈａｒｇｅｒ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｒｓ ａｎｄ ｍｏｄｅｌ ｉｎ— ｃｒｅａｓｉｎｇ．Ｗｈｅｎ ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ ｔｈｅ ｅｎｇｉｎｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，ｗｅ ｎｅｅｄ ｓｏｍｅ ｒｅｌａｔｅｄ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ｔｅｓｔ ｔｏ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ ｔｈｅ ｂｅｓｔ ｍａｔｃｈ ｐｒｏｇｒａｍ ｗｈｉｃｈ ｈａｖｅ ｏｐｔｉｍａｌ ｐｏｗｅｒ ａｎｄ ｅｃｏｎｏｍｙ ｆｏｒ ｔｈｅ ｅｎｇｉｎｅ．Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｈｉｇｈ—ｓｐｅｅｄ ｄｉｅｓｅｌ ｅｎｇｉｎｅ ｔｕｒｂｏｃｈａｒｇｅｒ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ｔｒｉａｌｓ ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ ｉｎ—ｄｅｐｔｈ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｒｅｓｅａｒｃｈ，ｗｅ ｐｒｏｐｏｓｅ ａ ｓｉｅ—ｒ ｐｉｅ ｔｅｓｔ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ｐｒｏｇｒａｍ，ｗｈｉｃｈ ｎｏｔ ｏｎｌｙ ｓｈｏｒｔｅｎ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｃｙｃｌｅ，ａｎｄ ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｃｏｓｔ ｏｆ ｔｅｓｔ．Ｉｔ ｈａｓ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｇｕｉｄｉｎｇ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ ｆｏｒ ｈｉｇｈ—ｓｐｅｅｄ ｄｉｅｓｅｌ ｅｎｇｉｎｅ ｔｕｒｂｏｃｈａｒｇｅｒ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ｔｅｓｔ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｈｉｇｈ—Ｓｐｅｅｄ Ｄｉｅｓｅｌ ｅｎｇｉｎｅ；Ｔｕｒｂｏ ｃｈａｒｇｅｒ；Ｍａｔｃｈｉｎｇ；Ｓｕｒｇｅ ０ 引言 增压器作为柴油发动机的重要组成零部件，对 发动机的动力性、经济性和排放性均有着直接影 响。同时随着增压技术的不断成熟，增压器的生产 厂家和型号也在不断增多，因此在柴油机的性能开 发过程中，需要对增压器进行选型试验，确定最佳 量区域。同时要求增压器控制响应灵敏，动态加速 时烟度低，所以加大了增压器的匹配难度。一般， 首先通过理论计算选择２—３个方案，再通过选型 试验最终确定最佳增压器，不仅缩短了开发周期， 而且降低了试验成本。 ２ 试验设备和选型方案 ２．１ 试验设备 增压器，使发动机的动力性、经济性达到最优。 １ 高速柴油机增压技术特点 增压技术是采用压气机将进入气缸之前的气体 试验研究采用ＡＶＬ公司生产的综合台架，台 架的布置示意图如图１所示： 进行预压缩，提高进人气缸的气体密度，减小气体 体积，从而增加单位体积里气体的质量以满足燃烧 需求。随着增压技术的应用，提高了发动机的燃烧 效率，降低了汽车尾气排放。 高速柴油发动机由于发动机转速高，对零件的 可靠性要求非常高。对爆压有一定的，因此要 求增压器的压气机特性为小流量、低压比，同时由 图１台架布置示意圈 于发动机工作转速范围广，压气机需要有宽广的流 同时试验过程中需要对发动机的经济性、动力 曹平平曹明柱陈怀望周全：高速柴油机增压器选型试验分析研究 ３ ３．２ 外特性烟度对比 图５ 两款增压器油耗外特性曲线 将滤纸式烟度计的测量结果进行整理，绘制两 款增压器烟度ＦＳＮ的外特性图（见图６），图中可 以看出两款增压器的烟度相差不大，低端ＴＣ１４增 压器略好。 图６两款增压器烟度外特性曲线 ３．３ 外特性进气量对比 圄７ 两款增压器进气量外特性曲线 增压器的主要作用是加大进气量，保证燃油的 充分燃烧，因此增压器选型试验中进气量是一个重 要参考指标。如图７所示，在增压压力相同的情况 下，对比两款增压器的进气量，ＴＤ１４增压器的进 气量较大。 ３．４ 增压器喘振与阻塞 试验过程中，要确保增压器不发生喘振和阻 塞，并且低端有留一定的高原裕度，高端穿过高 效区。 ４ 结论 从选型试验结果中可以得出，在相同的增压压 力以及排气背压下，ＴＤ１４增压器的油耗、进气量 均优于ＴＣ１４增压器，因此该发动机选择ＴＤ１４增 压器。 通过试验研究分析，提出了一种简单的增压器 选型方案：即通过理论计算，初步确定几款增压 器，再进行台架外特性选点对比试验。测量分析两 款增压器的烟度、进气量、油耗等性能参数，从而 确定最佳增压器，使发动机性能最优。 参考文献 ［１］周龙保．内燃机学［Ｍ］．北京：机械工业出版社， ２００５：１７８． ［２］王建听．帅石金．汽车发动机原理［Ｍ］．北京：清 华大学出版社，２０１３：１１６． ［３］徐晓波．周乃君．刘石源等．小排量高速柴油机的增 压器匹配［Ｊ］．内燃机与配件，２０１２（５）：８—１２． ［４］孟德千．涡轮增压器与车用柴油机匹配研究［Ｊ］．柴 油机设计与制造，２００７（３）：３４—３６． 作者简介： 曹平平：（１９８７一），男，主要从事发动机性能开发 研究。
