柴油机两级涡轮增压系统的匹配优化及控制策略研究

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1、分类号：密级：学校代号：１０５３８学号：２２０１２０００６６？劣乐《杉Ｉ寺ＣｅｎｔｒａｌＳｏｕｔｈＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＦｏｒｅｓｔｒｙ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｙ硕±学术学位论文柴油机两级满轮增压系统的匹配化化及控制策略研究．作者姓若：邹艳导师姓冶：汉乾李蒜１歲杨培养学院：机电工程学院学科名称：机械工程研究方向：现代车辆设计理论及控制提交日期：２０１５年６月ＡＳｔｕｄｏｆＭａｔｃｈｉｎＯｔｉｍｉｚａｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌＳｔｒａｔｅｙｇｐｇｙｔＴ－ｓｎ

2、ｂｅｗｅｅ打ｗｏ１；ａｇｅＴｕｒｂｏｃｈａｒｇｉｎｇＳｓｔｅｍｆｏｒＤｉｅｓｅｌＥｇｉｎｅｙｂｙＺＯＵＹａｎＡｔｈｅｓｉｓｓｕｂｍｉｔｔｅｄｉｎａｒｔｉａｌｆｕｌｆｉｌｌｍｅｎｔｏｆｔｈｅｐＲｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｆｏｒｔｈｅｄｅｇｒｅｅｏｆＭａｓｔｅｒｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｕｅｒｖｉｓｏｒｐＰｒｏｆｅｓｓｏｒＬＩＸｉａｎｇｓｈｅｎｇＣｅｎｔｒａｌＳｏｕｔｈＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＦｏｒｅｓｔｒａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｙｙｇｙ４９８ＳｈａｏｓｈａｎＳｏｕ１；ｈＲｏａｄ，Ｔｉａｎｘ

3、ｉｎＤｉｓｔｒｉｃｔＣｈａｎｓｈａＨｕｎａｎ４１０００４Ｒ艮．ＣＨＩＮＡｇ，Ｊｕｎｅ２０１５，中斋蛛皮种我乂緣学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研巧所取得的研究成果。除了文中特别加Ｗ标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写的成果作品，也不包含为获得中南林业科技大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中Ｗ明确方式表明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名；評格＜年＾月＾曰中斋淋皮种接乂＃学

4、位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件或电子版。本人授权中南林，允许论文被查阅或借阅业科技大学可Ｗ将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、缩印或扫描等复制手段保，可＾＾采用影印存和汇编本学位论文。本学位论文属于：１、保密□。，在年解密后适用本授权书＿＿２、不保密虹１＂＂（请您在上相应方框打Ｖ）作者签名：衫导师签名评ｙｔ年＾月日皆策＾《所占岁摘要祸轮增压技术由于具有改善汽车发动机尾气排放污染、提高发动机的功率和重量

5、比、降低燃油消耗和发动机噪音等优点，目前已经广泛应用于车用柴油机上。随着柴油技术日益发展和广泛应用：，人们越来越发现柴油机的无穷魅力高扭矩、高寿命、低油耗、低排放，柴油机已成为解决汽车能源问题和排放问题最一现实和最可靠的手段之。由于传统单级祸轮増压方式的固有特性，其难Ｗ同时兼顾柴油机高、低速工况运行的要求。采用两级祸轮増压时，高压级祸轮损失的部分排气能量可在低压级中回收，增压器总效率化单级的高；两级增库器使柴油机工作范围得到拓展；高压级匹配较小的增压器，能够改善发动机低速扭矩和瞬态响应特性，。虽然两级增压发动机应用前景很好但是对其増压系统的匹配和

6、控制一直是研巧的重点和难点。一本文应用发动机维性能仿真软件ＧＴ－Ｐｏｗｅｒ建立了某重型单级祸轮増压柴油机仿真模型，并将模型仿真数据与台架试验数据进行校核使校准后的计算模，型满足精度要求，然后根据性能开发目标为原机设计了两级串联式满轮増压系－ｏｗｅｒ建立了两级増压系统的计算模型统，在该模型的基础上为发，并利用ＧＴｐ动机匹配了两级増压系统。本文采用的匹配方法为：选取低速外特性转速ｌｌＯＯｒ／ｍｉｎ为高压级增压器匹配点，低压级旁通；外特性转速２２００ｒ／ｍｉｎ为低压级增压器匹配点，高压级旁通；根据发动机各转速工况下的性能目标估算各级增压器的流通特性一一

7、组合后将ＭＡＰ代，然后从模型库中初选高／低压级增压器，入模型中计算，最终选择了Ｈ组综合性能较优的增压系统。在匹配优化过程中，本文详细研究了两级增压系统的控制策略及高／低压级压比分配规律，得到了Ｓ组増压系统的进气旁通阀开、关的分界转速，分析了高低压级压比分配对发动机性能的影响，确定了发动机外特性工况点的最佳压比。论文最后对两级增压发动机的稳态和定转速变负荷下的瞬态性能进行了分析。４００？２２００研究结果表明：匹配后的发动机扭矩达到目标ｒ／ｍｉｎｒ／ｍｉｎ，１范围内发