滕帅平,王贺春,张祥臣,等.某相继增压柴油机性能分析及控制策略[J].内燃机工程,2025,46(5):41-51.
某相继增压柴油机性能分析及控制策略
Performance Analysis and Control Strategy of Sequential Turbocharging for a Diesel Engine
DOI：10.13949/j.cnki.nrjgc.2025.05.005
关键词:柴油机  相继增压  推进特性  万有特性  切换策略
Key Words:diesel engine  sequential turbocharging（STC）  propulsioncharacteristic  universal characteristic  switching strategy
基金项目:国家自然科学基金重点项目（xxxxxxxx）；*****基金项目（****）
作者单位E-mail
滕帅平* 哈尔滨工程大学 烟台研究生院，烟台 264000 tengshuaiping@hrbeu.edu.cn 
王贺春* 哈尔滨工程大学 烟台研究生院，烟台 264000
哈尔滨工程大学 动力与能源工程学院，哈尔滨 150001 		wanghechun@hrbeu.edu.cn 
张祥臣 河南柴油机重工有限责任公司，洛阳 471003 772831241@qq.com 
胡登 哈尔滨工程大学 动力与能源工程学院，哈尔滨 150001 denghu@hrbeu.edu.cn 
杨传雷 哈尔滨工程大学 动力与能源工程学院，哈尔滨 150001 yangchuanlei@hrbeu.edu.cn 
牛晓晓 河南柴油机重工有限责任公司，洛阳 471003 xiaoxiaoniu1988@126.com 
刘昊喆 哈尔滨工程大学 烟台研究生院，烟台 264000 1812415836@qq.com 
王政远 哈尔滨工程大学 烟台研究生院，烟台 264000 wangzhengyuan2023@hrbeu.edu.cn 
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摘要:基于一维性能仿真计算平台GT-Power，对某相继增压（sequential turbocharging， STC）柴油机进行推进特性和万有特性稳态仿真计算，并通过计算结果进行关键参数性能分析和切换控制策略研究。结果表明：在推进特性条件下，0~12%负荷采用1台增压器（1TC）运行模式，12%~70%负荷采用2台增压器（2TC）运行模式，70%~100%负荷采用3台增压器（3TC）运行模式，可以显著改善柴油机性能，提升做功能力，实现燃油消耗最佳。在万有特性条件下，高转速（转速高于2 090 r/min）对应的全负荷范围内采用3TC运行模式；中等负荷中等转速（1 100~2 090 r/min）区域采用2TC运行模式，低负荷低转速（转速低于1 100 r/min）区域采用1TC运行模式，可以保持进气压力、最高燃烧压力、涡前排温、燃油消耗等最佳，实现增压器和柴油机全工况范围的良好匹配。
Abstract:Based on the one-dimensional performance simulation platform GT-Power， steady-state simulation calculations were conducted for the propulsion characteristics and universal characteristics of a diesel engine equipped with sequential turbocharging. And the performance analysis of key parameters and research on switching control strategies were carried out based on simulation results. The results indicate that under propulsion characteristics， adopting a single turbocharger （1TC） operating mode at 0~12% load， a dual-turbocharger （2TC） operating mode at 12%~70% load， and a triple-turbocharger （3TC） operating mode at 70%~100% load can significantly improve the performance of the diesel engine， enhance power output， and achieve optimal fuel consumption. Under universal characteristics， employing the 3TC operating mode at full load in the high-speed range （>2 090 r/min）， the 2TC operating mode at the medium-load in medium-speed range （1 100~2 090 r/min）， and the 1TC operating mode at the low-load in low-speed range （<1 100 r/min） can maintain optimal intake pressure， peak cylinder pressure， exhaust gas temperature before the turbine and fuel consumption， which ensures optimal matching between the turbocharger and the diesel engine across the entire operating range.
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