吴晗,黄延瑞,王子玉,等.对置二冲程柴油机电辅助增压方式对能量利用的影响[J].内燃机工程,2025,46(4):181-189.
对置二冲程柴油机电辅助增压方式对能量利用的影响
Influences of Electrically Assisted Turbocharging Modes on Energy Utilization of Opposed-Piston Two-Stroke Diesel Engines
DOI：10.13949/j.cnki.nrjgc.2025.04.019
关键词:对置活塞二冲程发动机  废气涡轮增压  电辅助增压  介入功率  能量利用率
Key Words:opposed-piston two-stroke（OP2S） engine  exhaust turbocharging  electrically assisted turbocharging  interventional power  energyutilization rate
基金项目:车用动力系统全国重点实验室基金项目（6142212220403）；国家自然科学基金项目（52306129）
作者单位E-mail
吴晗* 北京理工大学 机械与车辆学院，北京 100081 hwu@bit.edu.cn 
黄延瑞 北京理工大学 机械与车辆学院，北京 100081 m15842266118@163.com 
王子玉 中国北方发动机研究所，天津 300400
车用动力系统全国重点实验室，天津 300400 		zealyouth2002@126.com 
张丛 中国北方发动机研究所，天津 300400
车用动力系统全国重点实验室，天津 300400 		sxyczhangcong@163.com 
郭瑾朋 中国北方发动机研究所，天津 300400
车用动力系统全国重点实验室，天津 300400 		guojinpeng@tju.edu.cn 
孙珑 北京理工大学 机械与车辆学院，北京 100081 sunlong0161@163.com 
张泽宇 北京理工大学 机械与车辆学院，北京 100081 zhangzeyu91@qq.com 
石智成* 北京理工大学 机械与车辆学院，北京 100081 15933731855@163.com 
李向荣 北京理工大学 机械与车辆学院，北京 100081 lixr@bit.edu.cn 
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摘要:为解决对置活塞二冲程（opposed-piston two-stroke， OP2S）发动机低转速时排气能量不足的问题，开展辅助增压系统研究，改善增压能力。建立了电辅助增压OP2S整机一维仿真模型，分析了前置、中置、后置电辅助增压方式下缸内能量与排气能量利用率的特性。研究表明：废气涡轮增压器在发动机≤2 300 r/min低转速工况下排气能量不足，无法稳定运行。电辅助增压可拓宽OP2S发动机稳定运行转速范围，且低转速排气能量的提升使原本无法稳定运行的废气涡轮增压器也产生增压作用，增压比进一步提升，二者相互促进。中置式电辅助增压方式的缸内能量利用率最高，较最低的前置式高1.1个百分点，而不影响排气能量利用率。
Abstract:To address the issue of insufficient exhaust energy at low engine speeds in opposed-piston two-stroke （OP2S） engines， research on an electrically-assisted boosting system was conducted to enhance the boosting capability. A 1D simulation model for an electrically assisted turbocharged OP2S engine was established， and the in-cylinder energy and exhaust energy utilization efficiencies of pre-installed， mid-installed， and rear-installed electrically assisted turbocharging modes were analyzed. The results indicate that the exhaust energy is insufficient for the turbocharger to operate stably at low engine speed under 2 300 r/min. The electrically assisted turbocharging can extend the stable operating speed range of the OP2S engine. In addition， the increase of the exhaust energy at low engine speed makes the exhaust gas turbocharger which could not operate stably also have a supercharging effect， further increasing the pressure ratio. It suggests a synergistic effect between the two systems. The mid-installed mode exhibits the highest in-cylinder energy utilization efficiency， surpassing the lowest （the pre-installed mode） by 1.1 percentage points without compromising exhaust energy utilization.
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