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雙渦輪增壓汽油機系統(tǒng)的新概念

小型汽油機相對自然吸氣式發(fā)動機的節(jié)流損失顯著減小。提出了各種降低節(jié)流的新概念，如在進氣口使用固定形狀渦輪（FGT）或可變幾何形狀渦輪機（VGT）的降低節(jié)流的機構(gòu)或應(yīng)用節(jié)流閥控制氣流。雖然正常情況下FGT或VGT沒有節(jié)流口也可以調(diào)整節(jié)氣門的空氣流量，但這需要其它部件的輔助或復(fù)雜的控制策略。

提出了一種對現(xiàn)有雙渦輪增壓汽油機系統(tǒng)稍做變動即可降低節(jié)流的概念。本文研究的發(fā)動機模型是一個尺寸縮小60%的2.0L 4缸汽油機，該發(fā)動機在進氣口既具有進氣增壓器，又有渦輪增壓器。其工作原理是使用一個無級變速器驅(qū)動的增壓器調(diào)節(jié)進氣的質(zhì)量流。無級變速器的使用使增壓器的出口壓力變得可控。根據(jù)出口壓力是否大于入口，增壓器可以給高負荷發(fā)動機供給激勵或在部分負荷下提供一種擴大回收節(jié)流損失的方法。根據(jù)增壓器作為擴大器獲得的一些試驗數(shù)據(jù)建立了一維仿真模型。仿真結(jié)果表明，部分負荷下，通過比較增壓器回收節(jié)流損失與工作發(fā)動機節(jié)流，可改善制動燃油消耗達3%。探討了降低增壓器出口溫度對燃燒效率的影響。

此外,增壓器的冷卻可減輕增壓后冷卻器的負荷，有利于高負荷周期的抗暴性和容積效率。但是，在將增壓節(jié)流氣體交換過程從概念變成事實之前，需要解決現(xiàn)有無級變速、冷凝、燃料蒸發(fā)和泵壓操作下有限的增壓器工作范圍問題。

Colin Copeland et al. SAE 2015-01-1258.

編譯：趙喚