从化吊车出租， 吊车出租， 增城吊车出租     吊车发动机调整涡轮转速的验证结果?     新老涡轮机匹配98 mm及92 mm的压气机所组成的几种测试对比涡轮增压器如下： 1． 老涡轮机+98 mm压气机的组合（原机）； 2． 新涡轮机+98 mm压气机的组合； 3． 新涡轮机+92 mm压气机的组合。 三种方案在发动机外特性工况上的测试结果。同原机的对比主要是看两种匹配优化策略的最终效果。因此，本文主要讨论的是新涡轮机分别匹配98 mm和92 mm压气机的两种方案的测试对比结果。  

          在发动机低转速区域(＜1100 r/min)，92 mm的压气机+新涡轮机方案比98 mm的压气机+新涡轮机方案的增压压力及空燃比都略高。由于平衡阀在发动机低速区域处于全关状态，因此，它无法在该区域对EGR率进行调整。这导致了小压气机方案的NOx略高，EGR率略低。而在1100~1300 r/min区域，92 mm压气机+新涡轮机的增压压力和空燃比也要更高。但此时平衡阀已开启，因此，可以通过平衡阀开度的调整对各方案的EGR率和NOx的排放量进行调整，以保持相当。对高于1300 r/min的运行区域，小压气机方案的增压压力和空燃比要更低一些。因此，在控制相当NOx排放量的条件下，EGR率有所降低。 从进气量的角度看，92 mm压气机+新涡轮机方案在发动机中低速更高，而高速区域则有所降低。因此92 mm压气机+新涡轮机方案在改善发动机中低速区域的闭环效率的同时，也恶化了高速区域的闭环效率。涡轮增压对发动机性能排放影响的另一个关键方面就是泵气损失。中冷后和涡前的压力差可以很好的反映泵气损失变化的趋势。同98 mm压气机+新涡轮机方案相比，92 mm压气机+新涡轮机方案在中低速区域可以改善大小流道侧的压差（压差更大利于降低泵气损失）。这也是为什么该发动机运行区域的EGR率和NOx略升高的原因。而对于中高速区域，92 mm压气机+新涡轮机方案在大小流道两侧的压差均有所降低。因此92 mm压气机会导致发动机低于1300 r/min区域的泵气损失降低，而高于1300 r/min的区域有所升高。 结合进气特性和泵气损失特性，很容易发现，相较于98 mm压气机，92 mm的压气机在发动机中低速区域可以改善燃油经济性而在高速区域则有所劣化，92 mm压气机在中低速区域可以改善相对比油耗，最大0.6%左右，而在高速区域最多劣化0.7%。由于重型卡车的常用工况基本在1000~1300r/min之间，因此，92 mm的压气机无疑更适合整车运行工况。 

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           发动机排放和性能变化的根本原因是非对称双流道涡轮增压器效率的变化。 不同方案压气机和涡轮机的运行效率。三种方案的压气机运行效率基本相当，只是在标定点附近工况存在最大2%的偏差，这同98和92 mm压气机性能map偏差一致。而三种方案的循环平均涡轮运行效率则存在较大偏差。同98 mm压气机+新涡轮机方案相比，92 mm压气机+新涡轮机方案的循环平均涡轮效率在低于1300 r/min区域最大改善了3%左右，而高于1300 r/min区域则出现了效率恶化，标定点最大恶化2%左右。 因此，在发动机中低速区域，压气机效率相当，而更高的涡轮运行效率无疑可以提高该区域的增压压力和进气量，改善油耗；同理，在高速区域，燃油经济性出现了恶化。 根据上述结果，通过改变压气机叶轮直径来改变涡轮的运行转速可以有效改变涡轮的运行状态。而非对称双流道涡轮机转速调整的合理与否，可以通过涡轮叶片速比U/C来有效反映。不同涡轮机在发动机外特性上的U/C分布。可以发现，98 mm压气机匹配原涡轮机和新涡轮机的U/C分布状态基本接近。它们在整个外特性转速范围内的U/C都是低于最佳的U/C=0.7。因此，98 mm压气机匹配新老涡轮无法让新老涡轮机运行于最佳效率状态。相较于原涡轮机，新涡轮机的U/C略低。从图6.10和图6.11新老涡轮性能map的对比可知，新涡轮需要更高的转速才能达到最佳涡轮运行效率。这主要因为新涡轮机的涡轮型线比原涡轮机更大，导致对应于最佳U/C=0.7时的涡轮转速参数提高。同98mm压气机+新涡轮机方案相比，92 mm压气机+新涡轮机方案的U/C要提高7~8%左右。在1000~1300 r/min发动机关键运行区域，小压气机方案的U/C更接近0.7。因此，92 mm压气机+新涡轮机的匹配度最好。 虽然98和92 mm压气机匹配新涡轮机的两个方案在发动机1100 r/min外特性工况的𝑆𝑃𝑅都要较98 mm压气机+原涡轮机略高，分别从1.31提高到1.34和1.37。但仍然很接近，所以可以用SPR=1.3的新涡轮机性能map对几种方案的能量匹配点进行近似分析。以便弄清不同方案的涡轮机运行效率迁移规律。 98 mm和92 mm压气机匹配新涡轮机的能量匹配点（1100 r/min外特性工况）在新涡轮机性能map(SPR=1.3)上的分布。显然，92 mm压气机方案成功的将涡轮运行转速参数从49.7 rps/sqrt(K)提高到55.3 rps/sqrt(K)，使得能量权重点的涡轮运行效率接近涡轮性能map的峰值效率。而根据发动机脉冲测试数据计算得到的720°曲轴转角循环平均U/C为0.715，也基本接近最佳U/C=0.7，因此两个结果比较吻合。同时从新涡轮机性能map上可以看出，92 mm压气机的匹配可以使得新涡轮机的涡轮运行效率提高1~2%左右。根据两个方案的发动机脉冲测试数据得到的循环平均效率也可以发现，小压气机方案的涡轮运行效率提升了1.5%左右。因此，两个分析结果基本吻合。 所以调整涡轮运行转速的方法可以进一步改善涡轮机运行效率。在满足排放的基础上，可以进一步的改善发动机性能。

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