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发动机与涡轮增压器的匹配通常以额定工况作为参考标准,即发动机在额定工况时增压器的效率高,增压效果好,而处于低负荷工况时,发动机产生的废气流量与能量相对较低,使增压器效率下降,发动机进气量不足,缸内燃烧恶化。对此,利用相继增压系统(STC系统)改善发动机在低负荷时的性能并展开研究。本文中的STC系统有两台增压器,一台为基本增压器,另一台为受控增压器,受控增压器两侧各有一个气动蝶阀。STC系统通过控制蝶阀的启闭来控制受控增压器的切入切出,受控增压器切入和切出过程对发动机和两台增压器的运行有很大影响,因此受控增压器的切换过程是本文研究的重点。通过仿真建模和试验两种方法对受控增压器的切换过程进行研究。仿真建模:先对发动机工作过程进行仿真计算,然后利用GT-Power软件对原机建立仿真模型,并对模型进行校验。在此模型的基础上进行相继增压系统仿真模型的创建,而后利用此仿真模型进行仿真计算。试验研究:按照设计要求对原机进行相继增压系统的改造,然后进行相应的试验。先对游艇发动机在1TC(只有基本增压器工作)和2TC(基本和受控增压器同时工作)状态下进行试验,然后对受控增压器的切换过程进行试验研究。研究表明:相继增压系统能有效改善发动机在低负荷时的工作性能,经济性提高(油耗率下降幅度最高为4.77%);排放性也有很大改善(碳烟排放降幅最高为16.2%)。而相继增压系统对发动机在高负荷工况下的性能影响不大。受控增压器切换过程中,空气阀和燃气阀开启和关闭时的时间差为延迟切换时间。通过仿真计算,1TC到2TC的切换工况点为50%负荷,转速1191r/min,受控增压器切入过程中合理的延迟切换时间为1~2s,切出过程中合理的延迟切换时间为0s。通过试验得出1TC到2TC的最佳切换工况点为40%负荷,转速1105r/min,受控增压器切入过程中最佳的延迟切换时间为1s,切出过程中最佳的延迟切换时间为0s。试验表明:最佳的切换延迟时间对游艇发动机和涡轮增压器在切换过程影响最小,游艇发动机的碳烟排放良好,涡轮增压器不会发生喘振,切换过程平稳,发动机各性能指标良好。