第35卷(2013)第3期性能与排放
柴油机 Diesel Engine
Vol. 35(2013) No. 3
排气背压对增压柴油机功率的影响分析及其改进方法
梁辰"，崔毅"，邓康耀，赵同宾”，周晓洁”，李静芬2
（1.上海交通大学动力机械与工程学院，上海200240；2.七一一研究所，上海201108）
摘要：建立了某涡轮增压荣油机一维工作过程模型并经试验验证；用该模型研究了排气背压的升高对涡轮增压荣油机输出功率的影响，并通过增压系统的重新匹配和设计改造，探讨了两种改善发动机环境背压适应性的方案。
关键词：涡轮增压系统；排气背压；柴油机；工作过程
文献标识码：A文章编号：1001-4357(2013)03-0016-05
中图分类号：TK421*.9
StudyontheInfluenceofBackPressureonTurbocharged
DieselEnginesanditsImprovementMethods
Liang Chen', Cui Yi',Deng Kangyao',Zhao Tongbin',Zhou Xiaojie’, Li Jingfen(School of Mechanical and Power Engineering，Shanghai Jiao Tong University,Shanghai 200240:
2.Shanghai MarineDiesel Engine Research Institute，Shanghai 201108)
Abstract: A 1-D calculation model for studying the working process of a certain turbocharged engine was established and verified by tests. The influence of high exhaust back pressure on the engine power was re-searched. To improve the adaption of engine to different back pressure, the turbocharger system was re-matched and redesigned in two different ways, which are discussed.
Keywords: turbocharged system; exhaust back pressure; diesel engine; working condition
0引言
工作环境对柴油机性能有重要影响。当涡轮增压柴油机的排气环境压力提高后，会导致进气量不足、泵气功增加等一系列影响柴油机功率和热负荷的问题。某些特殊用途的柴油机需要在环境背压波动较大的情况工作，对柴油机的增压系统提出了特殊要求。本文使用一维仿真方法，研究某型柴油机功率随排气环境压力变化的规律，并提出了两种改进环境压力适应性的增压系统匹配方案[3]。
仿真计算模型的建立及验证 1
柴油机的工作过程是非常复杂的，整个过程涉及到燃油喷射、燃料蒸发、空气燃油混合、着火燃烧、进排气流动等多个物理化学过程。为了对这一
复杂过程进行模拟，采用一维非定常流动计算模型，对涡轮增压发动机的进排气系统建立质量、动量、能量、成分守恒方程；并用有限容积等数值方法进行求解，得到气缸、排气管、进气管内的工质质量、温度、压力、气体成分以及发动机转速、扭矩等综合参数随曲轴转角或时间的变化规律。
为了能够研究背压变化对柴油机的燃烧功和泵气功的影响，计算时，燃烧模型采用多区模型，并考虑模型参数随工况的变化。缸内传热采用Wos-chni传热模型；压气机模型采用图谱离散数据输入；涡轮模型根据流量和效率随膨胀比变化的经验公式建立；进排气管系采用一维非定常流动计算模型。在标定转速不同负荷下，计算模型和试验结果的对比如图1所示。结果使用了相对值，以原机在额定转速额定功率的结果为参考值，以这个工况
收稿日期：2012-12-10；修回日期：2013-01-29
作者简介：案辰（1988-），女，硕士研究生；主要研究方向为荣油机性能与增压技术，E-mail：liangchen0629@126.com