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在某轻型柴油机上设计了两级涡轮增压系统，进行了匹配两级涡轮增压的试验研究。研究结果表明，在较低转速高负荷工况，废气全部流经高压级增压器可以改善经济性，在较低转速低负荷工况，将进气旁通阀和废气旁通阀全开能够减小排气背压和进气节流损失，降低比油耗；在较高转速，进气旁通阀和废气旁通阀全开的经济性更好。经济性优化情况下，两级增压相对原机单级增压可以明显降低低速段和高速段的比油耗，外特性低速段的比油耗最大降幅达到21g/kW.h，标定转速也降低了10.5g/kW.h，发动机的万有特性经济运行区明显变宽。