混合增压柴油机废气能量调整策略的仿真及分析

提出了一种比常规废气旁通的涡轮增压技术更加合理的混合增压技术方案,即在常规废气涡轮增压器转轴上并联一个能以电动机或发电机模式工作的高速电机,并引入相应的可逆储能元件.从解决常规涡轮增压器能量供需的矛盾入手,通过模拟计算可以得到混合涡轮增压器废气能量调整策略.计算结果表明,遵循这一能量调整策略的混合增压技术比废气旁通增压技术能更好地提高车用柴油机的性能.     

电动增压器不同布置方式对涡轮增压器的影响

通过仿真软件对某型废气涡轮增压柴油机进行建模,在原机模型基础上分别在涡轮压气机前端和后端加装电动增压器,分析增压柴油机满负荷和25%负荷工况下,电动增压器前置和后置对于涡轮增压器稳态性能的影响以及增压柴油机1800 r/min时,通过时间3 s,使柴油机负荷从25%提升至满负荷的瞬态工况下,电动增压器对涡轮增压器瞬态响应的影响。通过研究表明:稳态时,涡轮增压器压比和效率随柴油机负荷降低而下降,加装电动增压器能够提升进气流量和涡轮增压器压比以及涡轮增压器效率;瞬态时,设定工况下,电动增压器有助于改善增压柴油机涡轮增压器瞬态进气流量、压比、效率以及涡轮压气机转速响应差的问题。     

电动增压与EGR结合对柴油机NOx和Soot的影响

通过仿真软件对某型废气涡轮增压柴油机加装电动增压器后,柴油机最大功率以及烟度排放得到改善,但是柴油机NOx排放增加。我们将电动增压与高压EGR结合,构建电动增压器结合高压EGR的连接回路,通过电动增压器同时将新鲜空气和废气进行增压后进入气缸。研究表明,柴油机低转速满负荷和中低负荷(30%)时,EGR率分别达到25%和15%时,柴油机NOx排放降低到原机以下的同时Soot排放并未超过原机;柴油机在低转速30%负荷时,采用电动增压+高EGR率(50%,55%,60%),气缸内燃烧温度降低至1 210K,实现了低温燃烧,NOx和Soot排放同时降低。     

增压发动机

一、概述汽车用四冲程柴油机的增压,最初是试用罗茨型增压器,第二次世界大战后不久,主要在英国和美国实际上采用了这种增压器。此后西德又发展了小型径流废气涡轮增压器,直到现在,世界各国地用的增压器差不多都是这种形式。采用这种增压方式,能使发动机最高转速时的最大功率比较容易地增长40～50%,可是,由于汽车用发动机的使用转速范围极广泛,所以若要求其低速时的扭矩增长情况也和高速时一样,那么最大功率的增长率通常可约达30%。废气涡轮增压方式与机械驱动增压器相     

基于调节能力的柴油机可调二级增压系统匹配方法

应用等效增压器概念对柴油机可调二级增压系统进行了理论研究.建立了可调二级增压系统的等效增压器模型,得到了基于旁通流量比的等效涡轮流通面积表达式和基于旁通流量比与涡轮焓降比的等效增压器效率的表达式.等效涡轮流通面积表达式可用来分析可调二级增压系统的调节能力,并根据期望的调节能力匹配合适的高低压级涡轮增压器组合.等效增压器...     

船用低速柴油机余热利用调制技术研究

基于仿真软件GT-Power对某型船用低速柴油机开展余热利用调制计算.按有、无动力涡轮两种方案,研究了涡轮增压器匹配及改变废气旁通率对主机性能的影响;并分析了不同喷油正时、排气阀正时对主机性能的影响.结果表明:废气旁通率越大,排气能量越高;通过增大废气旁通率提高排气温度时,若不同时调整涡轮增压器大小会对主机性能产生不利影响;调整涡轮增压器后,随着旁通率的增大,蒸汽产出功率的增幅比不调整涡轮增压器时减少一半;喷油正时越提前,废气能量越低;排气正时推迟,蒸汽产出功率先降后升.     

浅谈柴油机废气涡轮超高增压系统

1.废气涡轮增压器的发展概况废气涡轮增压技术在柴油机上的应用约有六十年的历史。1911年瑞士工程师波希(Alfred Büchi)首先提出了在活塞式内燃机上采用废气涡轮增压器的原理。1926年瑞士勃朗-波维利(即 BBC)公司设计并制成世界上第一台废气涡轮增压器,并和一台四冲程柴油机匹配,进行了增压试验。但限于当时的技术水平,涡轮增压器的效率和压气机的压比都很低,采用两级离心式压气机     

涡轮增压器空气加速器的研制

<正> 1 概述目前,涡轮增压柴油机的使用越来越广泛,从以前的中、低速柴油机和高速大、中功率柴油机发展到现在的功率在数十千瓦左右的小型柴油机上,这是由于涡轮增压柴油机具有比功率高和有效效率高等一系列优点。但是,采用涡轮增压后的柴油机的运行性能也有许多问题需要克服,共中之一就是柴油机的加速性能和低工况性能,特别是在柴油机启动和低转速时,因废气能量不足增压器转速上升很慢,导致增压压力不足,以致难以提供气缸燃烧所需的空气量,这时就会发     

两级涡轮增压对轻型柴油机性能影响的试验研究

在某轻型柴油机上设计了两级涡轮增压系统,进行了匹配两级涡轮增压的试验研究。研究结果表明,在较低转速高负荷工况,废气全部流经高压级增压器可以改善经济性,在较低转速低负荷工况,将进气旁通阀和废气旁通阀全开能够减小排气背压和进气节流损失,降低比油耗;在较高转速,进气旁通阀和废气旁通阀全开的经济性更好。经济性优化情况下,两级增压相对原机单级增压可以明显降低低速段和高速段的比油耗,外特性低速段的比油耗最大降幅达到21 g/（kW.h）,标定转速也降低了10.5g/（kW.h）,发动机的万有特性经济运行区明显变宽。     

柴油机注汽涡轮增压系统

针对涡轮增压柴油机在低工况运行时 ,出现增压压力不足、燃烧过量空气系数小和废气排温较高等固有特性 ,提出了一种利用增压器废气余热产生水蒸气 ,并注入涡轮来提高增压器的压比和空气量新方法 ,以改善涡轮增压器与柴油机的匹配 ,提高柴油机性能     

混合涡轮增压系统的特点及关键技术研究

废气涡轮增压技术能回收部分废气能量而广泛用于车用发动机,但是其固有弱点限制了发动机性能进一步提高。混合涡轮增压系统是在废气涡轮增压技术基础上发展起来的一种性能优异的增压技术。本文介绍了混合涡轮增压技术来源及其研究现状,分析了它的特点和研制的关键技术,定性地论述了结构设计方案,最后进行了混合涡轮增压技术展望。     

船用低速二冲程柴油机机电复合增压技术影响机制研究

基于一维数值仿真方法对某型船用低速二冲程柴油机展开机电复合增压技术的电机/发电机功率影响机制研究。研究结果表明:涡轮和压气机的效率是影响机电复合增压柴油机综合效率的关键因素；调节电机/发电机功率可以推动涡轮和压气机的运行工况点向最佳效率圈迁移，从而提高柴油机综合效率；通过应用机电复合增压技术可实现该机型全工况综合油耗降低0.5%~2.1%。     

车用柴油机大小涡轮相继增压系统固定转速切换的试验研究

针对某车用柴油机采用两台不同尺寸涡轮增压器的相继涡轮增压系统进行了试验研究。对柴油机分别采用大增压器、小增压器和大小增压器并联的3种方案进行外特性试验,通过分析试验结果初步确定了系统的两条固定转速切换线。对大小涡轮相继增压系统进行切换试验研究,并对切换过程中发动机转速的波动情况进行了分析,最终确定大增压器与小增压器相互切换的上下行转速分别为1380 r/min和1335 r/min,大增压器与大小两台增压器并联相互切换的上下行转速分别为1970 r/min和1955 r/min。最后,对固定转速切换的可靠性进行了试验验证。     

MIXPC涡轮增压系统用于增压器中置八缸柴油机

简要介绍了MIXPC增压系统用于增压器中置八缸柴油机,并用模拟计算比较了MIXPC系统与其它系统的扫气性能,说明MIXPC系统可以克服扫气干扰。8190ZLC柴油机性能试验说明MIXPC系统是可以实用的。     

Effect of turbocharger on performance and thermal efficiency of hydrogen-fueled spark ignition engine

This study systematically investigated the application of a turbocharger system to a hydrogen spark ignition engine to extend operating limitations under high loads. The exhaust system of a commercial 2.4-L natural aspiration spark ignition engine was modified by adopting a turbocharger system. Engine test speeds were 2000–6000 rpm at intervals of 1000 rpm. The intake pressure was fixed for each experimental case, however, the quantity of hydrogen and spark advance timings were varied before the back-fire occurred. High load conditions under natural aspiration and turbocharging conditions were compared. The results indicated that distinctly higher boosts with the turbocharging system helped extend high load conditions, however, the high exhaust pressure obstructed the increasingly high load conditions under high speeds.     

柴油机增压技术在高原环境下的应用

总结了高原环境对发动机各方面性能的影响,以及研究人员针对功率下降提出的解决措施。增压系统的改进成为目前主要研究方向,介绍了两类改进措施:高原增压匹配和可调增压技术。以带放气阀的增压器、可调截面涡轮、二级增压、相继增压、电辅助增压和复合增压这几种典型的可调增压为重点,介绍了各种技术的原理、发展、应用现状,并讨论了这些技术在高原环境下的应用前景。通过研究成果的总结和方案之间的对比可知,可变截面涡轮、二级增压、转速可控复合增压方案不仅能够使柴油机获得较好的高原功率恢复效果,而且具有较强的实用价值。     

大小涡轮三阶段相继增压系统性能试验研究

对某型柴油机采用两台不同尺寸涡轮增压器的三阶段相继增压系统的性能进行了试验研究。对柴油机只采用小增压器、只采用大增压器和同时采用大小2台增压器并联3种不同增压方式进行了全工况试验,并通过对试验结果的比较和分析提出了大小涡轮三阶段相继增压系统方案,确定了以燃油经济性最优为原则的切换边界。之后,对大小涡轮三阶段相继增压方案进行了试验,试验结果表明其性能比原机有较大的改善,尤其是在低速大负荷工况,燃油消耗率最高降低约7.1%,碳烟排放最高降低达70.2%,涡前排温最高降低近12.6%。     

相继涡轮增压柴油机推进特性的稳态及瞬态试验研究

对某柴油机采用大小涡轮相继增压系统进行了推进特性的稳态及瞬态试验研究。对柴油机分别采用小涡轮增压器、大涡轮增压器以及大小2台涡轮增压器并联3种增压方案进行推进特性的稳态试验,并对试验结果进行了比较分析,确定了该相继增压系统的两个切换工况点分别为40%和80%负荷工况。在各切换工况下进行了阀门不同切换时间的瞬态试验,通过分析切换过程中发动机各性能参数的变化,确定了各阀门的开闭顺序及延迟时间:在40%和80%负荷工况点切换时,阀门VCS滞后阀门VTS开启的最佳时间分别为0.6s和0.4s,阀门VCS滞后阀门VTS关闭的最佳时间均为0.2s。     

柴油机采用4台增压器相继增压性能的试验研究

为改善TBD234V12柴油机的低负荷性能,对其进行4台增压器相继增压的设计和改造,并进行试验研究。针对试验结果的比较和分析提出三阶段相继增压的方案,确定三阶段相继增压的切换边界。研究结果表明:采用4台增压器相继增压能明显改善原柴油机的低工况性能,燃油消耗率最高降低了9%,涡前排温最高降低了25%,扭矩范围最大提高了12.6%。