为了解决传统涡轮增压柴油机存在的低速工况转矩不足、高速工况排气能量富余和涡轮迟滞等问题,本文提出了可实现压气机和涡轮解耦的分体式柔性增压系统。通过数值仿真的方法针对应用于车用柴油机上的分体式柔性增压系统展开了稳态性能和瞬态响应性能的影响规律研究,主要包括如下几个方面:首先,基于柴油机的数值模拟理论,采用GT-Power仿真软件建立了某一车用柴油机的原机稳态模型,并完成模型校验,然后在原机稳态模型的基础上建立了分体式柔性增压柴油机的稳态模型。其次,研究了涡轮发电系统对发动机稳态性能的影响规律及关键影响因素和涡轮匹配的影响规律,然后利用一维气动设计方法完成了高效涡轮的设计,并对其完成性能分析。结果表明,在高转速工况,分体式柔性增压发动机综合效率相比于原机提升较大,转速越高优化效果越明显;通过控制涡轮转速可实现全工况最佳涡轮效率,涡轮效率通过优化最高可得到1.2%的提升量;采用新设计涡轮的分体式柔性增压发动机的综合效率在2200r/min转速工况相比于原机可提升5.2%。然后,研究了电动压气机系统对发动机稳态性能的影响规律,主要包括电动压气机系统对于提升发动机低速转矩的潜力、对发动机综合效率的影响和压气机匹配影响规律,然后利用一维气动设计方法设计了高效压气机,最后对发动机的燃油经济性进行了综合分析。结果表明,通过增加电动压气机功率可以有效提升发动机的低速转矩,发动机低速转矩有效提升区域由最高燃烧压力边界线与过量空气系数边界线包络形成,1100r/min工况下发动机转矩相比于原机最高可提升24%,综合效率同样得到改善;分体式柔性增压发动机的综合燃油消耗率在2200r/min全负荷工况相比于原机减少了6.56%,在驾驶循环ESC工况下综合燃油消耗率减少了5.68%,WHDC工况下减少了3.17%。最后,研究了分体式柔性增压系统对发动机系统瞬态响应性能的影响规律。建立了柴油机瞬态模型,然后对比研究了在不同瞬态工况下分体式增压柴油机和原机的瞬态响应性能,最后研究了电动压气机系统的关键参数对瞬态响应性能的影响。结果表明,分体式增压柴油机在低转速突加载工况瞬态响应时间能够减少70%,而对于改善发动机高转速的瞬态响应性能没有明显的作用,在恒转矩突加速工况瞬态响应时间能够减少52%;对于电动压气机系统,更大的电机最大功率、更小的转动惯量或更大的机械效率能够实现更快的瞬态响应速度。