增壓系統對柴油乘用車性能和燃油經濟性的影響分析

增壓系統對柴油乘用車性能和燃油經濟性的影響分析

研究了幾種柴油乘用車增壓系統，以評估它們對車輛性能和燃油經濟性的影響。基于伽馬數據處理技術模型庫獲得一個帶有單一的可變幾何渦輪增壓器的1.5L柴油機模型。對該模型進行修改，探索多個雙級增壓系統，該系統代表未來發動機的預期架構。對一系列雙級增壓系統（包括渦輪增壓-機械增壓和機械增壓-渦輪增壓）和一系列雙渦輪增壓系統進行評估。利用這些增壓系統，可以將原來發動機模型的扭矩曲線提高到2級的升壓狀態，并且將所有模型的峰值氣缸壓力限制在18MPa。采用全球統一的車輛測試過程，利用不同車輛的增壓架構對其驅動周期進行分析，評估車輛性能和燃油消耗對不同系統參數的敏感程度。這些參數包括：車輛的質量、空氣阻力、廢氣再循環目標Map圖、自動降速等級和渦輪增壓器的慣性。分析車輛質量的敏感度，可以找到減少燃油消耗和提高車輛性能的最優點；分析自動降速的敏感性，卻沒有發現最優點；分析廢氣再循環的敏感性，其在減少燃油消耗方面有一定的優勢；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，但對于減少燃油消耗優勢不明顯。

車輛的性能和燃油經濟性通過不同的升壓配置進行評價，從而決定哪些升壓配置能夠提升或者阻礙車輛的設計特性。通過將雙渦輪增壓系統與渦輪增壓-機械增壓系統進行對比測試表明，渦輪增壓-機械增壓系統在減少燃油消耗和提高車輛性能要好于雙渦輪增壓系統，并且渦輪增壓-機械增壓系統對于所有車輛參數變化研究中，在燃油經濟性和性能方面均能達到明顯的優勢。

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

編譯：孫堅