两级涡轮增压系统的热力学评价

目前，技术的发展主要围绕减少CO2的排放和燃油经济性的提高，因此发动机增压系统变得越来越重要，目前的研究主要集中在当发动机转速较低时如何有更高的压缩机效率。近年来，单级涡轮增压器已不能完全满足新型发动机对气流需求不断增大的要求。因此，两级涡轮增压系统已广泛用于越野型大马力发动机上，并在较小功率输出的发动机上也显示了巨大的潜能。

涡轮增压器虽被用作废气能量回收系统，但仍有很大一部分的能量散失在了下游的排气管中。本项工作的目的是提供一种考虑了废气能量损耗的空气调节系统全局效率的定量比较，并将单级和串行两级涡轮增压发动机的试验数据与理论方法进行了比较。

两级系统中的级间管道将带来进气和排气管路的延长，因此必须综合权衡封装和管路节流。泵气损失将会与进气和排气系统的损失一样大，但是此项研究带来的机遇远远大于出现的泵气损失。同理，增加一个中间冷却器会增加更多节流，但降低了发动机进气温度，从而增加了密度，有利于充分燃烧，且不会对产品成本产生大的影响。试验结果表明，涡轮增压系统对降低燃油消耗率和提高瞬态响应时间的效果非常显著。

Rafael F．Marsiglia et al.SAE 2012-36-0169.

编译：张振伟