第3期（总第230期） 2017年6月
车用发动机 VEHICLE ENGINE
No.3(Serial No.230)
Jun.2017
基于变海拔功率恢复的增压系统匹配计算研究
谢海江，李华雷”，邢卫东”
(1.郑州职业技术学院汽车工程系，河南郑州450121；2.中国航发商用航空发动机有限责任公司，上海
200241：
3.中国北方发动机研究所（天津），天津300400)
摘要：针对案油机的变海规功率恢复目标，进行了以增压压力恢复为目标的废气放气式增压系统医配计算，确定了压气机和涡轮特性，在该匹配方案的基础上进行了染油机变海技运行范围的性能计算，得到了不同海找高度的增压压力MAP图，并以目标增压压力为基准，根据放气阔的切换边界线确定了效气阅变海拨控制策略。研究结果表明：采用该医配方案可以在海拨3000m和平原工况实现增压压力恢复，但在高海拨高转速工况下可能超速随着海找高度的降低，荣油机外特性担矩值速渐减小，面度气效气阀关闲状态的运行区城逐渐减小，废气放气阔调节状态的运行区城逐渐增大，
关键词：柴油机；功率恢复；变海拔；增压系统：控制策略 DOI: 10.3969/j.issn.1001-2222.2017.03.015
中图分类号：TK421.8
文献标志码：B
文章编号：1001-2222(2017)03-0082-06
我国高原、山地地貌分布广阔，其中海拨
3000m以上的高原地区约占国土面积的25%。当柴油机运行于高海拨地区时，环境压力的减小使得柴油机的进气量不足，出现功率下降，燃油消耗率增加，最大扭矩点转速向高转速移动等问题[1-4}]，海拨越高，增压压力变化幅度越明显，柴油机性能恶化，难以保证其正常运行。
采用增压技术可以有效改善柴油机的变海拨性能。海拔高度升高使得涡轮背压降低，导致涡轮膨胀比和涡轮功增加，进而使得压气机转速和相应的增压比增大，这被称为增压系统的自补偿作用。但其自补偿作用只能在较低的海拨范围内使增加的涡轮功满足柴油机所需的增压压力，不足以满足柴油机较大海拔范围内的变海拨运行要求[5-4]。
废气放气式增压系统因其简单的结构型式和控制方式得到广泛应用。可以通过确定合适的匹配方案来提升柴油机的变海拔性能和实现功率恢复，使涡轮做功能力与放气阀调节合理匹配，在各海拔高度下为柴油机提供合适的进气量，进而保证柴油机的功率输出。传统匹配方法的基本思想是在平原或某一固定海拔工况进行增压系统的匹配和选型，在匹配过程中为高海拨工况留出一定余量，保证在每个海拔高度下具有足够的喘振裕度和超速裕度，其
收稿日期：2017-02-13；修回日期：2017-03-27
匹配方案的可行性往往要通过柴油机变海拔性能试验来检验，而变海拨性能试验需要很大的财力支持同时其耗费的时间、人力等成本也很高[7-14]。
本研究针对变海拔功率恢复目标，以在高海拔下实现原机平原增压压力水平为目标，进行了增压系统方案的匹配计算，确定了合适的压气机和涡轮[15-16]，并确定了放气阀变海拔控制策略，为柴油机变海拔功率恢复的增压系统匹配方案确定和控制策略制定提供支撑。
仿真计算模型的建立与校核
本研究选用的机型为D6114ZLQB涡轮增压直
喷柴油机，其主要性能参数见表1。
表1D6114柴油机主要性能参数
型式排量/L
标定转速/t·min-1
标定转速进气流量/kg·s-1 最大扭矩转速/r·min-1 最大担矩点增压压力/kPa 最大扭矩点进气流量/kg·s-！增压器
作者简介：谢海江（1978一），男，讲师，主要研究方向为内燃机性能优化；haijiangsky@126.com。
直列、6缸、四冲程
8.26 2 200 0.303 1 400 200 0.196
TBP4废气放气增压器