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废气涡轮增压技术可以提高内燃机的动力性和燃油经济性,废气涡轮增压内燃机比自然吸气内燃机的功率大约要高“40%-60%”左右,油耗降低10%左右。如何给内燃机匹配一款合适的废气涡轮增压器,解决由于匹配新的废气涡轮增压器而引起的机械负荷和热负荷问题一直是废气涡轮增压技术应用中的重要的问题。本文通过给W(?)rtsil(?)4L20柴油机匹配一个新型废气涡轮增压器,提高新鲜空气的增压比,让更多的新鲜空气进入到气缸,从而使得柴油机输出更多的功,并通过优化柴油机部分结构参数解决匹配后带来的机械负荷和热负荷问题,论文的主要内容如下:(1)根据W(?)rtsil(?)4L20柴油机的结构参数,通过GT-POWER建立整机模型,模拟W(?)rtsil(?)4L20柴油机在实际运行中的负荷特性,然后将仿真数据与实验数据进行对比验证。(2)根据目标功率和燃油消耗率计算柴油机所需空气流量和增压比,并选择两款废气涡轮增压器,进一步对比分析了两个废气涡轮增压器GTX553388和GTX553394在与柴油发动机匹配后对柴油发动机性能的影响,最终选择了霍尼韦尔的GTX553388型增压器。(3)重新匹配增压器后,柴油机功率增加到了预定值、燃油消耗率也降低到了预定值,但与此同时也使得柴油机的机械负荷和热负荷增加,且超过了最初设定的边界值,对机械负荷和热负荷问题进行了分析,确定影响它们的参数,并对这些参数进行优化。此外对重新匹配后的W(?)rtsil(?)4L20柴油机进行了负荷特性的热平衡仿真计算,分析了各部分热量的分配情况以及随着负荷变化时各部分热量的变化趋势。随着负荷的不断增加,喷油量也不断增加,所以各部分热量也随着增加,但是各部分热量所占比例随着负荷的增加变化趋势是不同的。(4)由于废气涡轮增压器重新匹配导致的机械负荷和热负荷增加,需要优化柴油机的部分结构参数压缩比、喷油提前角、配气相位,以此降低柴油机的最大燃烧压力和排气温度,分析这些参数变化时对柴油机的机械负荷和热负荷以及柴油机性能的影响,选择了合适的柴油机结构参数,为今后柴油机的设计和研究提供参考。