随着工业社会的快速发展与飞速前进,人们对化石能源的消耗量日益增加,从而将大量的有害物质、有害气体排放到空气中,生态环境遭到了严重的破坏。因此节能减排已成为社会进步的一个重要指标,传统涡轮增压技术虽然有很多优点,但是它的缺点已不适应社会的发展,比如排放性能差、瞬时响应差、低工况下扭矩不足、燃油经济性差等缺陷。本文将对传统涡轮增压技术进行改进,采用相继增压技术来改善柴油机性能,设计的相继增压系统采用两台大小不同涡轮增压器为柴油机提供高压气体。当柴油机在低工况下进行工作时,此时一台小涡轮增压器独自运行,当柴油机在高工况下进行工作时,此时两台台涡轮增压器同时运行。本文首先将柴油机的相关技术参数输入到GT-POWER中,得到柴油机的仿真模型。将柴油机仿真模型计算出仿真数据与柴油机实验数据进行详细对比,验证了柴油机仿真模型的正确性,为下一步进行相继增压柴油机设计奠定了基础。对相继增压系统进行方案设计,接着计算出大小增压器的相关技术参数,根据相继增压设计方案使用仿真软件GT-POWER进行仿真建模,将相继增压柴油机仿真模型进行后处理,验证柴油机与涡轮增压器处于良好匹配状态。同时,调节柴油机的喷油量,完成对柴油机性能优化目标。下一步对柴油机的压缩比进行优化处理,通过多组方案对比选择性能最佳的压缩比,最后根据仿真数据对比,确定相继增压系统的增压器切换拐点。本文设计的相继增压柴油机仿真模型采用脉冲排气系统,在相继增压柴油机仿真模型基础上对排气系统进行改造,设计出定压排气系统、MPC排气系统。对这两张排气系统的排气管进行计算,设计出多组方案后进行仿真模拟,进行性能对比选择最适合的排气管尺寸,接着使用仿真软件GT-POWER对三种排气系统性能进行仿真模拟计算得到各个排气系统的实验数据,将涡轮效率、燃油消耗率、缸内最大爆发压力、输出功率等进行绘图对比,通过分析相继增压柴油机的排气系统应当选择MPC排气系统,在该排气系统下柴油机性能得到充分利用。