[发明专利]一种内燃机涡轮增压通流匹配方法

权利要求书

1.一种内燃机涡轮增压通流匹配方法，其特征在于包括以下步骤：

1)针对目标内燃机，明确其循环运行工况特点和性能参数目标值，以确定所需要的涡轮增压器中涡轮和压气机的性能参数目标值；

2)根据所述步骤1)中确定的涡轮增压器中压气机和涡轮的性能参数目标值，选择压气机和涡轮的几何参数，并结合内燃机参数，计算内燃机的性能参数值；

3)判断所述步骤2)中计算出的内燃机的性能参数是否达到所述步骤1)中确定的目标值，当达到目标值时，输出涡轮增压器中涡轮和增压器的几何参数；否则，调整涡轮和增压器的几何参数，返回所述步骤2)。

2.如权利要求1所述的一种内燃机涡轮增压通流匹配方法，其特征在于：所述步骤2)中，内燃机的性能参数值的计算包括以下步骤：

①将压气机和涡轮各自的几何参数分别输入压气机通流模型和涡轮通流模型，并通过压气机通流模型和涡轮通流模型，分别从内燃机热力循环模型中的压气机模块和涡轮模块中获取压气机性能所需的边界条件，并计算出压气机效率和增压比以及涡轮的效率和膨胀比；

②将所述步骤①获得的压气机效率和增压比以及涡轮的效率和膨胀比分别输入内燃机热力循环模型中的压气机模块和涡轮模块中，通过内燃机热力循环模型，根据涡轮模块的效率和膨胀比以及压气机模块的效率和增压比，计算内燃机整机性能参数。

3.如权利要求2所述的一种内燃机涡轮增压通流匹配方法，其特征在于：所述步骤①中，压气机性能所需的边界条件包括：进口总温、进口总压、质量流量和转速；涡轮性能计算所需的边界条件包括：进口总温、出口静压、质量流量和转速。

4.如权利要求2所述的一种内燃机涡轮增压通流匹配方法，其特征在于：所述步骤②中，当涡轮模块和压气机模块计算得到的各自的转速和扭矩一致时，计算过程结束，得到内燃机整机性能参数。

5.如权利要求1或2或3或4所述的一种内燃机涡轮增压通流匹配方法，其特征在于：所述步骤2)中，内燃机的参数包括：内燃机进排气系统的结构参数、气缸参数和内燃机运行参数。

6.如权利要求5所述的一种内燃机涡轮增压通流匹配方法，其特征在于：所述步骤2)中，内燃机进排气系统的结构参数包括管长和管径，气缸参数包括缸径、冲程和燃烧放热规律，内燃机运行参数包括转速、负荷和摩擦损失。

7.如权利要求1或2或3或4所述的一种内燃机涡轮增压通流匹配方法，其特征在于：所述步骤2)中，压气机的几何参数包括：压气机进口叶尖半径、压气机进口叶根半径、压气机进口叶片角、压气机出口叶高、压气机出口叶片角、压气机叶轮出口半径和压气机扩压器出口半径；涡轮的几何参数包括；涡轮喉口面积、涡轮入口叶片半径、涡轮入口叶片高度、涡轮出口叶尖半径、涡轮出口叶根半径和涡轮出口叶片弯角。

8.如权利要求5所述的一种内燃机涡轮增压通流匹配方法，其特征在于：所述步骤2)中，压气机的几何参数包括：压气机进口叶尖半径、压气机进口叶根半径、压气机进口叶片角、压气机出口叶高、压气机出口叶片角、压气机叶轮出口半径和压气机扩压器出口半径；涡轮的几何参数包括；涡轮喉口面积、涡轮入口叶片半径、涡轮入口叶片高度、涡轮出口叶尖半径、涡轮出口叶根半径和涡轮出口叶片弯角。

9.如权利要求6所述的一种内燃机涡轮增压通流匹配方法，其特征在于：所述步骤2)中，压气机的几何参数包括：压气机进口叶尖半径、压气机进口叶根半径、压气机进口叶片角、压气机出口叶高、压气机出口叶片角、压气机叶轮出口半径和压气机扩压器出口半径；涡轮的几何参数包括；涡轮喉口面积、涡轮入口叶片半径、涡轮入口叶片高度、涡轮出口叶尖半径、涡轮出口叶根半径和涡轮出口叶片弯角。

10.如权利要求1所述的一种内燃机涡轮增压通流匹配方法，其特征在于：所述步骤1)中，目标内燃机的性能参数包括：内燃机全负荷功率及其该功率对应的扭矩和燃油消耗率，部分负荷功率及其该功率对应的扭矩和燃油消耗率；涡轮的性能参数包括：流量范围、转速、效率和膨胀比，压气机的性能参数包括：流量范围、转速、效率和增压比。