增壓系統(tǒng)對(duì)柴油乘用車性能和燃油經(jīng)濟(jì)性的影響分析

研究了幾種柴油乘用車增壓系統(tǒng)，以評(píng)估它們對(duì)車輛性能和燃油經(jīng)濟(jì)性的影響。基于伽馬數(shù)據(jù)處理技術(shù)模型庫(kù)獲得一個(gè)帶有單一的可變幾何渦輪增壓器的1.5L柴油機(jī)模型。對(duì)該模型進(jìn)行修改，探索多個(gè)雙級(jí)增壓系統(tǒng)，該系統(tǒng)代表未來發(fā)動(dòng)機(jī)的預(yù)期架構(gòu)。對(duì)一系列雙級(jí)增壓系統(tǒng)（包括渦輪增壓-機(jī)械增壓和機(jī)械增壓-渦輪增壓）和一系列雙渦輪增壓系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)估。利用這些增壓系統(tǒng)，可以將原來發(fā)動(dòng)機(jī)模型的扭矩曲線提高到2級(jí)的升壓狀態(tài)，并且將所有模型的峰值氣缸壓力限制在18MPa。采用全球統(tǒng)一的車輛測(cè)試過程，利用不同車輛的增壓架構(gòu)對(duì)其驅(qū)動(dòng)周期進(jìn)行分析，評(píng)估車輛性能和燃油消耗對(duì)不同系統(tǒng)參數(shù)的敏感程度。這些參數(shù)包括：車輛的質(zhì)量、空氣阻力、廢氣再循環(huán)目標(biāo)Map圖、自動(dòng)降速等級(jí)和渦輪增壓器的慣性。分析車輛質(zhì)量的敏感度，可以找到減少燃油消耗和提高車輛性能的最優(yōu)點(diǎn)；分析自動(dòng)降速的敏感性，卻沒有發(fā)現(xiàn)最優(yōu)點(diǎn)；分析廢氣再循環(huán)的敏感性，其在減少燃油消耗方面有一定的優(yōu)勢(shì)；分析渦輪增壓的慣性敏感度，可知減少慣性能夠有效提高車輛性能，但對(duì)于減少燃油消耗優(yōu)勢(shì)不明顯。

車輛的性能和燃油經(jīng)濟(jì)性通過不同的升壓配置進(jìn)行評(píng)價(jià)，從而決定哪些升壓配置能夠提升或者阻礙車輛的設(shè)計(jì)特性。通過將雙渦輪增壓系統(tǒng)與渦輪增壓-機(jī)械增壓系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)比測(cè)試表明，渦輪增壓-機(jī)械增壓系統(tǒng)在減少燃油消耗和提高車輛性能要好于雙渦輪增壓系統(tǒng)，并且渦輪增壓-機(jī)械增壓系統(tǒng)對(duì)于所有車輛參數(shù)變化研究中，在燃油經(jīng)濟(jì)性和性能方面均能達(dá)到明顯的優(yōu)勢(shì)。

Brandon D.Biller et al. SAE 2015-01-0982.

編譯：孫堅(jiān)