基于DOE的天然气发动机参数优化

在GT-Power软件中建立一个增压天然气发动机仿真模型,通过模拟数据与试验数据的对比来验证模型的准确性。利用GT-Power中的DOE模块在额定功率和额定转速下的工况下对增压天然气发动机性能进行了优化。其中以负荷、点火提前角、压缩比、进气门开启时刻、排气门开启时刻为影响因素,以最高爆发压力为约束条件,以发动机最大扭矩、最小燃气消耗量和NOx最小排放量为目标变量进行优化计算。结果表明:发动机采用优化参数后,最大扭矩、燃气消耗率等性能指标得到了改善,NOx排放量降低。     

不同优化准则下斯特林发动机的性能分析

应用有限时间热力学原理.建立了一个考虑热阻、热漏和回热损失等不可逆因素的斯特林发动机模型;推导了最大输出功率、最大效率和生态学优化准则下,斯特林发动机性能的表达式;比较了三种优化准则下,热漏系数和回热器有效性对斯特林发动机性能的影响.研究表明:对热漏损失和回热损失较大的斯特林发动机,宜选用生态学优化准则.为斯特林发动机...     

摩托车发动机燃烧和性能的试验研究

对CG150摩托车发动机进气道进行了优化,并开展了燃烧和性能的试验研究。结果表明:气道优化后,最大功率和最大扭矩两种工况时,发动机缸内最高爆发压力增大,且出现时刻提前,最大压力升高率稍有增大,燃烧开始时刻提前,燃烧持续期变短;在外特性曲线上,发动机的功率、扭矩均有所提高,燃油消耗率降低;配合使用两级触媒和二次补气后,发动机有害物排放满足"国Ⅲ"排放法规。     

增压天然气发动机进气系统分析与优化

为了提高天然气发动机的动力性及经济性,采用有限体积法进行数值计算和分析,以某型号天然气发动机为研究对象,利用一维流体力学仿真软件建立发动机的仿真模型,并通过试验数据进行验证。分析了发动机进气总管长度和直径对发动机性能的影响,并对原机的进气总管结构参数进行优化。结果表明,优化后的发动机最大扭矩提高了540.9 N·m,耗气率降低了5.456 g/(k W·h),而功率与原机基本保持一致。     

发动机可变长度进气歧管系统的优化设计研究

以发动机进气歧管长度、直径和不同长度的进气歧管切换的发动机转速等为设计变量,以发动机进气系统的充气效率、低速扭矩及其转速、最大扭矩及其转速和最大功率等为优化目标,应用发动机热力学和性能分析商用软件GT-POWER进行多目标优化仿真计算,确定优化设计方案;然后制作快速成型样件,通过试验验证计算结果,从而完成发动机可变进气歧管的优化设计。     

基于实际工况的LPG发动机排放控制参数优化

为减少发动机在实际工况中的污染物排放量,以广州市城市公交客车用典型(LPG)发动机为研究对象,结合广州市实际道路工况特点,通过台架试验分析了该发动机的排放性;根据发动机工况、排放控制参数与排放性之间的关系,通过试验设计,建立了该发动机统计学数学模型,结合多目标优化算法,对其主要排放控制参数进行了优化;将优化前后的控制参数分别导入LPG发动机一维仿真模型中,进行了广州市典型道路工况下的性能仿真试验。仿真试验结果对比表明:试验工况下,排放控制参数优化后,LPG发动机HC、CO累计排放量分别减少9.5%、21.0%,转矩最大增加22.6%,但NO累计排放量增加2.7%。     

活塞摩擦与敲击特性关键影响参数的优化研究

鉴于活塞摩擦磨损、敲击对发动机综合性能的影响,针对某小型汽油机活塞存在的早期异常磨损现象,通过搭建活塞动力学仿真模型,从敲击、摩擦产生的诸多因素入手,将其影响因子逐一进行研究分析。提出一种利用响应面模型对活塞摩擦与敲击特性关键影响参数进行优化的研究方法,建立了以活塞型线、配缸间隙、活塞销偏置、曲轴偏置为优化设计变量,以敲击能峰值最低和摩擦损失最小为优化目标的多目标优化模型。研究结果表明:所研究的发动机在最大转矩工况下,优化后的设计参数匹配可使活塞组摩擦损失降低9.13%,最大敲击能降低29.20%。最终对优化样机进行了台架试验验证,优化后发动机功率平均提升2.37%,转矩平均提升2.54%,机械效率平均提升2.06%,燃油消耗率平均降低1.19%,活塞磨损情况得到改善。     

基于某型柴油机的天然气发动机性能优化仿真研究

针对基于某型柴油机改造的天然气发动机进行了性能仿真计算研究。通过建立天然气发动机仿真模型,对其结构参数进行了优化计算,并进行了增压器匹配计算。仿真计算得到了优化后的天然气发动机的性能参数,验证了该型柴油机改造为天然气发动机的可行性,并为基于柴油机改造的天然气发动机的性能提升与试验提供了理论依据。     

基于整车性能的重型车用发动机优化配置

以一款载重卡车动力总成选配为例,根据国家标准和实际使用状况,以动力性和经济性为评价目标,通过模拟计算和试验对可供选配的三款发动机进行匹配计算和分析。结果表明：样车配置A款发动机的性能优于B款发动机,而配置经改进后的B款发动机(C款)其性能有了明显的提高;若实现整车和发动机的同步开发,可以大幅提高整车的动力性、经济性。为整车动力总成优化和车用发动机的特性优化提供了可行的技术路线。     

发动机热力过程仿真与进气系统优化

本文将通过Lotus Engine Simulation软件模拟计算发动机的热力过程,并对发动机进行优化设计。通过调整相关变量以提高功率和扭矩值,使其峰值向低转速方向移动。综合优化后,提高了发动机的最大转矩和最大功率,提升中低转速扭矩的同时,降低了燃油消耗率。     

V型柴油机采用定压和脉冲增压系统对性能影响的比较

在一台高速12缸柴油机提高转速功率的改进设计过程中，应用性能分析软件AVL-B00ST对该机采用不同增压系统对性能的影响进行了分析计算比较。并以满足功率、油耗、排温及爆压等指标要求为目标，为对压缩比、增压压力、排气系统等进行优化，提高柴油机性能提供综合依据与改进方向。     

车用柴油机节能潜力的能质分析方法与试验研究

在热平衡分析基础上建立了柴油机能质分析的平衡计算模型,并以WD615(162kW)型车用柴油机为对象进行了试验研究,对比分析柴油机工作过程中的能质分布规律和节能潜力。结果表明:在冷却水及排气能量利用之前,柴油机的热平衡规律和有效能利用率一致。在柴油机最大扭矩点(约1 600r/min),系统有效功占总热量的百分比达到最大值,效率、冷却水和排气的可用能比例也达到最大,约有17%的可用能还未得到利用。不可逆燃烧、有限温差传热和摩擦损耗等因素降低了系统能量的能级,减少柴油机系统的损同时梯级利用排气及冷却水能量,是车用柴油机节能的可行手段。分析方法也为柴油机的效率评价提供了一种新的参考方案。     

非道路涡轮增压柴油机高原适应性研究

为改善非道路柴油机高海拔条件下功率下降、经济性及排放性能恶化、高速增压器超速等问题,利用柴油机高原环境模拟台架试验结合一维仿真研究了0～4 000m海拔环境下增压器运行特性、柴油机综合性能参数等随海拔高度的变化规律及影响机理。针对柴油机的变海拔性能恢复目标,通过对增压系统进行参数计算和选配,提出一种带有废气旁通阀的两级涡轮增压匹配方案。研究结果表明:变海拔条件下,非道路柴油机各性能参数呈现非线性变化,在转速800～2 800r/min全负荷工况下,柴油机动力性、经济性变化梯度呈现出先减小后增大的"浴盆形"趋势。在0～2 000m海拔环境下,柴油机转矩降幅达4.3%,有效燃油消耗率降幅达6%。随着海拔升高,中冷前温度与涡前温度逐渐升高,增压压力与涡前压力逐渐降低,CO、全碳氢和NO_x排放升高。匹配两级增压系统后,对比原机4 000m海拔运行工况,柴油机功率平均升高14.9%,有效燃油消耗率平均降低11.8%,实现了非道路柴油机的高海拔性能恢复目标。     

气波增压柴油机性能的影响因素分析

在柴油机上进行了气波增压器的试验研究,为了提高气波增压柴油机的动力性能,对气波增压柴油机性能的影响因素进行了分析。灰色关联理论分析结果表明:进气流量和排气温度对气波增压柴油机的性能影响最大。在改进柴油机的进气管和排气管,加大柴油机进气管面积,并且对排气歧管采取保温措施后,进行的试验表明气波增压柴油机的动力性提高同时NOx的排放降低。     

发动机冷试检测技术在动力总成装配中的应用研究

发动机冷试通过电机拖动发动机旋转,在不同转速工况下测试发动机传感器和执行器,得到进排气压力以及扭矩、油压等相关数据,从而拦截缺陷发动机,保证发动机的装配质量。阐述了发动机冷试原理,研究了发动机正时测试、进排气扭矩测试、油压测试过程中故障现象,分析了故障产生的原因,为保证装配质量提供依据。从冷试系统的软硬件方面,探索了提高冷试能力的有效手段,提升了发动机装配质量水平。     

高原环境重型车用柴油机热负荷性能分析

以高原修正的广安博之喷雾模型为基础,建立具有环境适应性的某特种车辆柴油机缸内燃烧与冷却系统传热耦合模型。海拔3 700m的实车试验表明:模型最大误差在4.3%以内。在不改变发动机部件的前提下,通过调整柴油机供油提前角和最大循环供油量,可改善高原运行时特种车辆柴油机的热负荷。试验结果表明:在海拔4 000m时,供油提前角提前4°CA可使涡前温度最高下降30℃,活塞表面温度最高下降15℃,且表面温度场分布稍有改善,但缸内温度峰值上升20℃;在满足任务工况功率需求的基础上,供油量调整螺钉拧入角度为255°时,热负荷参数满足发动机控制参数要求。     

船用发动机有害排放气体的评价及处理研究--燃料性质和输出轴扭矩变化对发动机排放特性的影响

为了评价船用发动机有害气体的排放,本文从燃料的性质着手,较为详细地对不同性质的１３种燃 料进行了研究,并在一台中型四冲程船用柴油机上进行了试验,测定了各种有害排气的浓度、发动机的 性能和燃烧特性,对燃料的性质与排放之间的相关性进行了探讨。进一步调查研究了柴油机运转工况的 不同及输出轴扭矩的变化对ＮＯｘ排放的影响。由试验结果可知：对于周期性输出扭矩的变化,ＮＯｘ的排 放也发生周期性的变化。但是,柴油机在高输出区域运转时,随着扭矩增加所换算的ＮＯｘ浓度呈减小的 趋势;反之,在低输出区域运转时,呈增加的趋势;输出扭矩周期性变化时的ＮＯｘ。的浓度可以用与其相 对应的平均负荷状态的ＮＯｘ浓度处理。     

低排放单缸风冷柴油机的优化设计与匹配

以非道路单缸风冷192 F柴油机为研究对象,匹配蓄压式喷油系统,以低排放为核心目标,计算并设计了高压油泵凸轮和电控喷油器喷嘴参数,优化了螺旋进气道,重新设计了燃烧室几何形状并优化了喷油油线在燃烧室的分布,使燃烧室、进气道与蓄压式喷油系统相匹配.在标定工况、最大转矩工况下进行了喷油参数对工作过程、排放和性能影响的研究,以标定最佳喷油参数,得到该样机的全工况喷油参数Map.该样机稳态8工况排放试验的CO、HC+NO_x和颗粒物(PM)排放结果分别为3.66、5.72和0.35 g/(kW·h),与非道路柴油机国Ⅲ排放限值相比,其劣化余量系数分别为1.50、1.31和1.71,在劣化周期内各排放均具有足够的劣化余量,该样机可满足现行非道路柴油机排放法规要求,具有满足未来更严格排放法规的潜力.     

电控排气阀开启/关闭角度对智能化低速柴油机性能的影响

以RT-Flex60C大型智能化低速柴油机为研究对象,建立了智能化柴油机工作过程仿真模型,用自主开发的大型智能化柴油机电控排气阀系统硬件在环(HIL)仿真试验平台和柴油机台架试验数据验证仿真模型的正确性;在此基础上,对电控排气阀开启/关闭角度对柴油机性能与排放特性的影响进行了仿真计算分析。根据分析结果提出了RT-Flex60C机排气门开启/关闭角度的优化方案。     

增压柴油机排气压力波的对比试验研究

为了对某增压六缸发动机的性能做进一步的改进,对其涡轮入口处和排气支管出口处的排气压力波变化规律进行了试验研究.试验结果表明,涡轮入口处和排气支管出口处的排气压力波平均值变化规律相同:在不同的负荷特性下,排气压力波平均值都随着扭矩的增大而增大;不同转速下相同扭矩测试点的排气压力波平均值,都随着转速的增大而增大.在不同的负荷特性下,涡轮入口处和排气支管出口处的排气压力波强度变化规律不相同,涡轮入口的压力排气波强度要大于排气支管出口处的排气压力波强度.