重型柴油机两级涡轮增压技术研究和探讨_周成尧

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1、重型柴油机两级涡轮增压技术研究和探讨_周成尧第6期2011年12月内燃机InternalCombustionEnginesNo.6Dec.2011重型柴油机两级涡轮增压技术研究和探讨周成尧1，艾钧2，曾辉1，廖云1，潘航宇1(1.湖南天雁机械有限责任公司，湖南衡阳421005；2．中联重工科技发展股份有限公司，湖南长沙410013)摘要：两级涡轮增压技术能够显著提高柴油机的升功率，改善柴油机低速扭矩，降低排放和油耗，因此我们特从两级涡轮增压技术的原理、结构、特点和优势等几个方面展开了分析、研究和探讨，举例说明了国内外在两级涡轮增压技术方面的应用，并结合增压器开发实践指出了两级涡

2、轮增压技术开发的过程和步骤。关键词：重型柴油机；两级涡轮增压；技术研究；国Ⅴ中图分类号：TK421文献标识码：B文章编号：1000-6494（2011）06-0014-04TheTechnologyResearchandDiscussofTwoStagedTurbochargerforHeavyDieselEngineZHOUCheng-yao1,AIJun2,ZENGHui1,LIAOYun1,PANHang-yu1（1.HunanTyenMachineryCo.,Ltd.，Hengyang421005,China;——————————————————————————————

3、—————————————————2.ZoomlionHeavyIndustryScience&TechnologyDevelopmentCo.,Ltd.，Changsha410013,China）Abstract:Twostagedturbochargedtechnologymayimproveremarkablytheperpowerofdieselengine,improvethetorqueofdieselengineinlowrunningspeed,andreduceemissionsandfuelconsumption,soweanalyze,resear

4、chanddiscussitaboutprinciple,configuration,characteristicandadvantageandsoon.Thisarticleillustratesthedomesticandoverseasapplicationoftwostagedturbochargedtechnology,andilluminatestheresearchanddevelopmentprocessofit.Keywords:heavydieselengine;twostagedturbocharging;technologyresearch;Nation

5、V.0前言在环境污染日益严重和能源日益短缺的今天，机动车污染已成为我国空气污染的重要来源，石油资源也越来越少。因此国家大力提倡低碳生活，非常重视汽车节能减排。北京已于2008年实施柴油发动机和汽车国Ⅳ排放标准，其他地区也将于2012年、2013年实施柴油发动机和汽车国Ⅳ排放标准，有消息称北京近两年即将实施国Ⅴ排放标准，其他地区也会随后开始执行。从更趋严格的排放标准看，排放标准从国Ⅲ、国Ⅳ提高到国Ⅴ，颗粒和NOX降低的幅度非常大，因此发动机开发的难度越来越大。作者简介：周成尧（1981-），男，湖南永州人，工程师，主要从事涡轮增压器研究与开发工作。收稿日期：2011-08-13—

6、——————————————————————————————————————————————高效、节能、环保是发动机技术发展的主要目标，涡轮增压技术可大大改善发动机的动力性、经济性，降低尾气中的污染物排放。我国现有发动机采用普通带阀增压器和高压共轨，SCR，EGR，DOC，POC等技术可满足国Ⅲ、国Ⅳ排放标准要求，但已较难满足国Ⅴ排放标准。纵观国际柴油机技术发展路线，可变几何截面涡轮增压技术（VNT，VGT等）和两级增压技术将成为满足国Ⅴ排放标准非常重要的措施。由于可变几何截面涡轮增压系统所能达到的压比有限，所能调节的范围有限，又由于两级增压技术具有较高的系统效率和良好的匹配性

7、能，故两级增压技术将逐渐成为国Ⅴ柴油机开发中重要的开发方案，特别是高原地区汽车和重型国Ⅴ排放汽车。1两级涡轮增压技术简介两级涡轮增压技术指采用两个涡轮增压器串第6期周成尧等:重型柴油机两级涡轮增压技术研究和探讨·15·联组成的增压系统，见图1，有高压级和低压级两个增压器。在发动机低转速工况主要是高压级小增压器工作，在扭矩点附近高低压级增压器开始切换（此时高压级涡轮放气阀打开）。在标定点附近主要是低压级大增压器工作，其空气经低压级压气机压缩后再经高压级压气机压缩，压比进一步提高，不同于普通的双