为了改善柴油机的高原适应性,利用可调二级增压系统代替原单级增压系统,并对多个海拔下的外特性进行了标定,但受限于试验条件,大多数工况点下的动力性还有一定的提升空间。本文围绕“可调二级增压柴油机功率提升”这一主题,在满足可靠性约束的前提下,对各海拔下的循环喷油量、喷油提前角以及旁通阀开度进行联合优化。首先,利用Fluent软件对旁通阀流场进行了仿真,得到了旁通阀的流量特性,在小开度情况下,流量系数对旁通阀开度比较敏感。其次,在原单级增压柴油机模型的基础上,搭建了可调二级增压柴油机性能仿真模型,并利用试验数据进行模型校核,通过仿真计算得到性能参数、约束参数随循环喷油量、喷油提前角、旁通阀开度的变化规律。其中,循环喷油量、喷油提前角单独作用时,涡轮入口温度及高、低级增压器转速的变化规律是一致的;循环喷油量、喷油提前角、旁通阀开度单独作用时,高、低级增压转速的变化规律是一致的。最后,根据油气参数与性能参数、约束参数之间的影响规律,对优化问题进行了一定的简化、降维处理,结合模糊控制理论,设计了油气参数优化算法,搭建了模糊优化算法与柴油机性能耦合仿真模型,并对0m、2000m、3000m、4500m等四个海拔下的外特性进行优化,得到各海拔下的最佳油气参数,并验证了优化结果的合理性。以平原2100r/min工况为例,对整个优化过程进行了详细分析。各海拔下外特性的优化结果都受到最高燃烧压力和涡轮入口温度的限制,高低级增压器转速都有一定的余量,各工况点的功率相比原机都有较大幅度的提升,其中,4500m海拔下2100r/min工况下的功率由256.5kW提升至319.6kW,提升幅度为24.6%,燃油消耗率由243.1g/(kW·h)下降至222.3g/(kW·h),下降幅度为8.6%。随着海拔高度及转速的升高,最佳循环喷油量减少,喷油提前角增大,旁通阀开度的变化规律较为复杂,需要兼顾空燃比和泵气损失两方面因素带来的影响。