0 概述
    可調二級增壓系統是近年來提出的一種新的柴油機增壓系統。該系統具有高低兩級渦輪增壓器，通過調節排氣能量在兩級渦輪中的分配實現了增壓系統的可調節，解決了高平均有效壓力渦輪增壓柴油機與高低工況無法兼顧的矛盾。
    增壓系統的可調是通過調節與高壓級渦輪并聯的旁通閥門來實現的，合理的旁通閥門調節規律可以實現柴油機的全工況優化運行，也是可調二級增壓系統設計的重點。通過臺架試驗確定旁通閥的調節規律在時間上和成本上耗費巨大，因此基本上在系統定型階段才應用試驗方法。仿真計算方法能夠揭示柴油機與增壓系統之間的耦合關系，具有耗時少、成本低的特點，在柴油機工程的選型匹配階段和方案初定階段得到大量應用。另一方面，由于可調二級增壓計算模型的關鍵是調節閥的數字化建模，應用現有商業軟件（如GT-POWER等）只能在模塊庫中尋找與調節閥相近的模塊使用，精度上和自由度上均有所欠缺，所以本文在Matlab/Simulink環境下建立了基于平均參數法的可調二級增壓柴油機模型，包括柴油機本體模型、渦輪增壓器模型和調節閥模型。應用該平均參數模型，可以對可調二級增壓系統的性能做出預測，并對不同的旁通閥控制策略進行比較和評價。
    1 柴油機可調二級增壓系統
    圖1為可調(diao)二(er)級(ji)增(zeng)壓(ya)系(xi)統示意圖。通過(guo)在二(er)級(ji)增(zeng)壓(ya)系(xi)統中高(gao)(gao)(gao)(gao)壓(ya)級(ji)較(jiao)(jiao)小(xiao)的渦(wo)(wo)(wo)輪(lun)旁并(bing)聯一(yi)(yi)個旁通調(diao)節閥實現(xian)了(le)(le)對增(zeng)壓(ya)系(xi)統的可調(diao)控制。低(di)速(su)(su)時(shi)旁通閥關閉，排氣(qi)(qi)首先(xian)通過(guo)當(dang)量(liang)面積(ji)較(jiao)(jiao)小(xiao)的高(gao)(gao)(gao)(gao)壓(ya)級(ji)渦(wo)(wo)(wo)輪(lun)快速(su)(su)建立起增(zeng)壓(ya)壓(ya)力(li)，實現(xian)了(le)(le)低(di)速(su)(su)大轉矩；同時(shi)，高(gao)(gao)(gao)(gao)壓(ya)級(ji)渦(wo)(wo)(wo)輪(lun)較(jiao)(jiao)小(xiao)的轉動慣量(liang)也使(shi)得(de)柴油(you)機加速(su)(su)性能較(jiao)(jiao)好(hao)。排氣(qi)(qi)通過(guo)高(gao)(gao)(gao)(gao)壓(ya)級(ji)后(hou)繼續在低(di)壓(ya)級(ji)膨脹(zhang)，低(di)壓(ya)級(ji)壓(ya)氣(qi)(qi)機對進氣(qi)(qi)進行預壓(ya)縮提(ti)高(gao)(gao)(gao)(gao)了(le)(le)總增(zeng)壓(ya)比(bi)。隨著(zhu)轉速(su)(su)升高(gao)(gao)(gao)(gao)，旁通閥逐漸打開，一(yi)(yi)部分排氣(qi)(qi)不通過(guo)高(gao)(gao)(gao)(gao)壓(ya)級(ji)渦(wo)(wo)(wo)輪(lun)而(er)直接在低(di)壓(ya)級(ji)渦(wo)(wo)(wo)輪(lun)中膨脹(zhang)，相當(dang)于(yu)提(ti)高(gao)(gao)(gao)(gao)了(le)(le)排氣(qi)(qi)端(duan)的總渦(wo)(wo)(wo)輪(lun)當(dang)量(liang)面積(ji)，降(jiang)低(di)了(le)(le)排氣(qi)(qi)背(bei)壓(ya)，改善(shan)了(le)(le)柴油(you)機的經濟性。高(gao)(gao)(gao)(gao)增(zeng)壓(ya)比(bi)也提(ti)供了(le)(le)高(gao)(gao)(gao)(gao)功率密(mi)度和高(gao)(gao)(gao)(gao)EGR率的可能性。