废气涡轮增压技术是提高柴油机性能最常见的措施,采用涡轮增压技术后,可以很大程度地提高进气压力,增大气缸内的过量空气系数,从而提高经济性与排放性。但由于工作方式的不同,柴油机与增压系统无法在全部工况下都高效稳定地匹配运行,而相继增压技术可以很好地解决这个问题。本文基于某型船用柴油机,在采用相继增压技术的同时结合了两级增压技术,进一步提高了进气压力,并通过仿真研究,确定了稳态过程与瞬态过程的控制策略。具体内容如下:⑴应用GT-power建立了原机（单级相继增压柴油机）的一维仿真模型,并通过不同工况下的仿真计算,将计算值与试验值进行对比,完成了模型的校准。并以原机仿真模型为基础,进一步建立了两级相继增压柴油机的一维仿真模型。⑵通过负荷特性计算,确定了1TC与2TC模式的运行区域、有效油耗率的万有特性曲线以及经济性切换边界线,并确定了推进特性曲线上的最佳切换点转速。对于某些工况下空燃比较低、涡前排气温度较高的问题,采用了进排气旁通系统来解决,通过仿真计算确定了进排气旁通管的最佳直径,对比分析了旁通前后运行区域的变化,并通过计算确定了进排气旁通阀的控制策略。对于1TC模式下,排气背压过高,泵气损失过大的问题,采用了高压级涡轮旁通阀来解决。通过仿真计算讨论了蝶阀的调节特性,分析了柴油机参数随旁通阀开度的变化规律,并确定了高压级涡轮旁通阀的控制策略。⑶应用MATLAB/Simulink软件建立了耦合仿真平台,并通过耦合仿真计算确定了上行切换过程中空气阀的最佳切换延迟时间和下行切换过程的最佳切换点转速。设计了一种喷油定时变化量算法对切换过程进行优化,并为切换过程确定最佳的增益值。对于急加速过程,确定了最佳的切换点转速,并通过与原机对比,分析了两级相继增压系统对柴油机急加速性能的优化效果。⑷分析了环境温度变化对两级相继柴油机性能的影响,计算确定了切换点转速随环境温度变化的拟合曲线。为了解决环境温度较低时,最高爆发压力容易超出限制值的问题,为增压系统引入了放气阀,通过仿真计算确定了放气阀合适的直径,并最终确定了不同环境温度下放气阀的控制策略。