兩級渦輪增壓系統(tǒng)的熱力學評價

目前，技術(shù)的發(fā)展主要圍繞減少CO2的排放和燃油經(jīng)濟性的提高，因此發(fā)動機增壓系統(tǒng)變得越來越重要，目前的研究主要集中在當發(fā)動機轉(zhuǎn)速較低時如何有更高的壓縮機效率。近年來，單級渦輪增壓器已不能完全滿足新型發(fā)動機對氣流需求不斷增大的要求。因此，兩級渦輪增壓系統(tǒng)已廣泛用于越野型大馬力發(fā)動機上，并在較小功率輸出的發(fā)動機上也顯示了巨大的潛能。

渦輪增壓器雖被用作廢氣能量回收系統(tǒng)，但仍有很大一部分的能量散失在了下游的排氣管中。本項工作的目的是提供一種考慮了廢氣能量損耗的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)全局效率的定量比較，并將單級和串行兩級渦輪增壓發(fā)動機的試驗數(shù)據(jù)與理論方法進行了比較。

兩級系統(tǒng)中的級間管道將帶來進氣和排氣管路的延長，因此必須綜合權(quán)衡封裝和管路節(jié)流。泵氣損失將會與進氣和排氣系統(tǒng)的損失一樣大，但是此項研究帶來的機遇遠遠大于出現(xiàn)的泵氣損失。同理，增加一個中間冷卻器會增加更多節(jié)流，但降低了發(fā)動機進氣溫度，從而增加了密度，有利于充分燃燒，且不會對產(chǎn)品成本產(chǎn)生大的影響。試驗結(jié)果表明，渦輪增壓系統(tǒng)對降低燃油消耗率和提高瞬態(tài)響應時間的效果非常顯著。

Rafael F．Marsiglia et al.SAE 2012-36-0169.

編譯：張振偉