车用涡轮增压器离线仿真研究

2012-09-19庾瀚潮赵龙庆

电子设计工程 2012年1期

庾瀚潮，赵龙庆

（西南林业大学机械与交通学院，云南昆明 650224）

从1961年人们开始尝试性将涡轮增压器用于汽车开始，随着涡轮增压技术日趋成熟，现在越来越多的汽车开始使用涡轮增压技术。采用废气涡轮增压技术不仅可以大幅度提高内燃机的升功率，而且对降低内燃机的排放、噪声和提高经济性也有积极的影响。再者涡轮增压器工作原理决定了其经常要在高机械负荷和高热负荷条件下工作，实际工作环境比较恶劣，可见建立涡轮增压器的模型对涡轮增压器开发具有重要意义[1-2]。文中在Matlab/Simulink仿真环境下对涡轮增压器进行了模拟计算。

Matlab其核心是一个交互式的分析工具，在数值计算、建模仿真、控制系统辅助设计等多个方面得到广泛应用。Simulink工具箱是Matlab软件的扩展，主要用于动态系统的建模、分析和仿真，它的出现大大提高人们对非线性系统和随机动态系统的认知能力[3-5]。

1 涡轮增压器系统建模

1.1 涡轮增压器工作原理

如图1所示，柴油机排出的废气经过涡轮壳进入喷嘴，将废气的热能及静压能转变为动能，并以一定的方向流向涡轮叶轮，推动其高速旋转，带动同轴上的压气机叶轮同样高速旋转，新鲜空气经过空气滤清器被吸入压气机壳，经过压气机增压使气流的速度和密度增加，压力提高，之后经过中冷器降温进入发动机进气管，以实现进气增压提高发动机功率的目的[6]。