内燃机工程

作者：杨捷波，王彬彬，叶子枭，范金宇

单位：1.集美大学 轮机工程学院,厦门 361021,2.福建省船舶与海洋工程重点实验室,厦门 361021

关键词：柴油机,可变截面涡轮增压器,相继增压,灰色决策,

基金：福建省自然科学基金项目（2021J01849）

将传统定涡轮相继增压系统的主增压器替换为可变截面涡轮增压器（variable geometry turbocharger， VGT），完成VGT相继增压（sequential turbo charging， STC）系统改造及其开度控制装置设计。通过试验，研究0%、10%、25%、40%、55%、70%、85%和100%这8种开度对STC-VGT增压柴油机分别以单/双涡轮运行的性能影响建立多目标灰色决策模型，通过主客观赋权的方法计算得出单/双涡轮运行时，各研究负荷所对应的最佳VGT开度，并根据燃油经济性最优原则确定STC-VGT系统单/双涡轮切换点为50%负荷、切换开度为0%。最后，对STC-VGT系统性能进行评估。结果表明：相比原机，STC-VGT系统主增压器单独运行时动力性改善明显，NOx排放量升高，碳烟排放量降低，同时随着负荷的增加，燃油消耗率均呈现先降低后升高的趋势；系统双涡轮同时运行，当VGT开度大于70%时，动力性整体相比原机有所下降，最大降幅约为1.16MPa，NOx排放量降低，碳烟排放上升，燃油消耗率整体高于原机。该系统以各负荷最佳VGT开度运行时，燃油经济性整体优于原机，且负荷在10%~80%范围内时燃油经济性也优于传统定涡轮相继增压；同时碳烟排放性能整体优于原机和传统定涡轮相继增压，但NOx排放特性相反。柴油机采用STC-VGT系统时，动力性、经济性和碳烟排放性均得到有效提升，但NOx排放性能有所下降。

来源：2021年第6期

《内燃机工程》期刊编辑部

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