前言
发动机增压技术是提高发动机动力性、经济性的有效方法之一。而增压器工作受环境影响因素较大,进行增压器匹配时不仅要考虑平原匹配,还要考虑不同海拔下的匹配状态,从而提高柴油机的高原工作能力和适应能力。为此,本文基于AVL_BOOST仿真分析软件对不同型号增压器进行了平原和高原匹配,为实际项目增压器的选型提供了参考依据。
分析模型
1.模型搭建
根据发动机各零部件实际尺寸和性能特性搭建BOOST分析模型,如图1所示。
2.模型标定
模型标定采用1#增压器,主要标定结果如图2所示。
从图2可以看出,分析模型中发动机新鲜空气、功率、转矩、比油耗主要标定数据与试验数据能够较好地吻合,验证了模型搭建的准确性和可靠性,能够进行下一步的匹配分析。
增压器匹配分析
在标定模型基础上,对1#增压器、2#增压器进行平原和高原(1km、2km)匹配分析,同时分析不同增压器、相同海拔下整机动力性和经济性。不同海拔下环境压力、环境温度条件如表1所示。
1. 平原匹配结果分析
增压器平原匹配分析时,保证相同功率目标,两款增压器下发动机比油耗、过量空气系数、增压器总效率、增压器联合运行曲线对比结果如图3和图6所示。
从图3曲线对比结果得出,与1#增压器相比,2#增压器总效率低,导致整机比油耗偏高、过量空气系数偏小。从图6中1#和2#增压器联合运行曲线可以看出,平原上两款增压器的匹配状态良好,均无喘振、超速和阻塞风险。
2.高原匹配结果分析
增压器高原(1 km、2 km)匹配分析时,保证相同过量空气系数目标,两款增压器下发动机动力性、经济性、增压器总效率、增压器联合运行曲线对比结果如图4~图6所示。
从图4、图5曲线对比结果得出,在保持相同过量空气系数的前提下,高原(1 km、2 km)时1#增压器在发动机 1600 r/min以上转速的功率、转矩、比油耗上均优于2#增压器,在1 000~1 600 r/min转速段2#增压器略优于1#增压器。
从图6联合运行曲线可以看出,与1#增压器相比,2#增压器整体map图向左移动,对整机低端转速有利,而高端转速受增压器效率影响,动力性、经济性较差。
另外,从图6联合运行曲线的高原匹配结果可以看出,两款增压器在高原1 km、2 km均不存在喘振、超速、阻塞现象。
结论
1)基于AVL-BOOST软件,搭建并标定了分析模型,验证了模型的准确性。
2)相同功率目标,平原上1#增压器匹配比油耗优于2#增压器。
3)相同过量空气系数目标,高原(1 km、2 km)上1#增压器,在发动机1 600 r/min以上转速的动力性、经济性均优于2#增压器,在1 000 r/min~1600 r/min转速段2#增压器略优于1#增压器。
综上所述,1#增压器在两款增压器中匹配结果较好,建议选用1#增压器。
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