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。     

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%。     

12V280ZJ型柴油机相继增压系统的试验研究

通过在一台12V280ZJ型柴油机上进行的相继增压系统的开发和试验研究,初步掌握了相继增压系统的设计技术,确定了合适的运行切换点及增压器切换过程中的时间控制参数,对相继增压系统对柴油机的性能影响有了更进一步的了解。     

8NVD48A-2U柴油机增压器故障分析

用作某型拖船和某型海标船主机的8NVD48A-2U柴油机（额定转速428r/min），使用的是PDH50V型涡轮增压器，其增压压力可达0.15MPa。从近几年修理过的4艘船8台8NVD48A-2U柴油机来看，其主机增压器的主要故障表现为喘振或主机转速偏低。本文结合笔者几年来的工作体会，叙述关于涡轮增压器原理、故障现象和故障排除方法。1 涡轮增压器的工作原理 涡轮增压器由涡轮和压气机组成，是目前使用最广泛的一种增压系统，其工作原理如图1所示。增压所需的能量由柴油机排气提供。增压过程为：柴油机的排气驱动增压器的涡轮；涡轮带动同轴的压气机来…     

基于切换点的三级大小相继涡轮增压系统研究

首先根据内燃机进排气系统一维非定常流动模拟计算＂有限体积法-总变差减少＂程序,建立了三级大小相继涡轮增压系统柴油机模拟计算程序。利用该模拟计算程序,在切换点调整时,对三级大小相继增压系统进行研究。研究表明：与切换点固定的柴油机相比,选用可变切换点的三级大小相继涡轮增压系统的柴油机,更能改善各工况下发动机性能。     

船用相继增压柴油机1TC_2TC切换过程仿真分析

相继增压技术是改善船用柴油机低负荷性能的主要手段之一.1TC/2TC切换时机与切换过程对相继增压柴油机的瞬态性能有较大影响.建立了船用相继增压柴油机的准稳态数学模型,对典型船用相继增压16PA6STC柴油机1TC/2TC切换过程的动态性能进行了仿真分析.研究结果表明,对相继增压柴油机1TC/2TC切换过程而言,比较合适的切换时机是在打开受控增压器的燃气阀后,待受控增压器的转速略超过基本增压器时即打开受控增压器的空气阀.16PA6STC柴油机1TC/2TC的切换延迟时间选择2.7 s比较合适.     

相继增压柴油机燃气阀性能试验研究

针对某型相继增压柴油设计了一种新型的燃气阀。新型燃气阀采用了挡板蝶阀,密封材料采用石墨材料。在柴油机上新型燃气阀与原用燃气阀进行了性能对比试验,测量和对比了相继增压柴油机在不同负荷,不同增压器数下的油耗、涡轮前温度以及增压器的工作状态的一致性。结果表明,采用所设计的燃气阀后油耗最高降低了2 410mg/(kW·h),涡轮前温度降低10K以上,同时基本增压器和受控增压器的工作状态一致性得到了大幅度的改善,最大的转速差仅为600r/min。验证了新型燃气阀对柴油机性能有明显的改善。     

复合增压切换系统对柴油机瞬态特性的改善

为使涡轮增压柴油机适于转速频繁变动的场合,建立了复合增压切换系统用以提高其瞬态响应特性。它由谐振系统、涡轮增压器和微机控制的电动蝶阀组成。其谐振腔的容积变化和压气机的短接,都根据增压器的转速信号由微机控制电动蝶阀执行。在加速初期压气机短接,增压器空载加速,并由谐振增压替代涡轮增压。在加速后期,谐振系统提高了固有频率并与增压器协同产生复合增压效应。本文用特征线法进行该复合系统的模拟计算和系统优化,并在微机采样和控制试验台上进行了对比试验,证明该系统能使柴油机的瞬态特性明显提高。     

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。     

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%。     

柴油机大小涡轮相继增压系统瞬态切换策略

针对大小涡轮相继增压系统的两条切换转速线进行了外特性工况的瞬态切换试验,试验结果显示控制阀门同时开闭会出现压气机喘振和发动机进气波动大等问题,通过分析切换过程中相关性能参数的变化情况,总结出了外特性工况瞬态切换过程中阀门的最佳开闭规律:由小增压器(TC)切换至大TC时,以阀门2的开启时刻为基准,阀门1滞后1.1s开启,阀门3滞后1.3s关闭;由大TC切换至小TC时,以阀门4开启时刻为基准,阀门3滞后0.9s开启,阀门1滞后1s关闭;由大TC切换至大小2TC时,阀门3比阀门4滞后0.3s开启;而由2TC切换至大TC时,阀门3比阀门4滞后0.3s关闭。最后,通过进一步试验确定了不同负荷下的阀门切换规律。     

车用柴油机增压匹配数值模拟研究

使用VC 和Matlab分别建立了柴油机、涡轮增压器、进排气管及中冷器的数值模型,并编制了涡轮增压器与柴油机的匹配计算程序。应用该程序对某柴油机与某径流式涡轮增压器联合工作过程进行仿真计算,得到柴油机的性能参数及与该增压器的匹配数据,最后通过试验结果对数学模型、增压器与柴油机匹配程序的可行性进行了验证。     

增压前后柴油机燃烧噪声的对比分析

通过测量稳态和恒转速增扭矩瞬态工况增压前后影响燃烧噪声的参数,对比分析得出增压前后柴油机燃烧噪声的变化规律.结果表明:增压后燃烧噪声降低,增压对稳态工况燃烧噪声的降低比对恒转速增扭矩瞬态工况明显,增压在中速中负荷工况下,对燃烧噪声的控制效果较好.并从压力高频振荡、气体动力载荷和燃烧室壁面温度对试验结果进行了分析,证明了增压前后燃烧室壁面温度的差异影响增压前后柴油机燃烧噪声.     

低速大扭矩船用柴油机与增压器的匹配试验研究

针对国内船用柴油机使用工况特点,降低12V135船用柴油机的标定转速,提高柴油机的低速扭矩。通过增压器的优化匹配,改善了柴油机的经济性、动力性和可靠性,特别是柴油机的低速性能有了明显的改善,进一步提高了12V135船用柴油机的市场竞争力。     

柴油机涡轮增压系统研究现状与进展

从不同方面分析了柴油机涡轮增压系统的研究现状与发展：在排气管系方面,为了改善８缸柴油机的低工况性能,推出了ＭＩＸＰＣ系统,它具有替代常规增压系统──定压系统、脉冲系统、脉冲转换系统及ＭＰＣ系统的趋势;在涡轮增压器方面,使用可变截面涡轮增压器是未来的发展趋势;在配气及供油正时方面,采用可变正时技术是未来的发展趋势,并且设计可变正时幅度大、结构简单、控制可靠的变正时机构是研究的核心,相应地出现了顾氏系统及ＡＶＩＥＩＴ系统;在专门的控制系统方面,发展了进排气旁通系统及相继增压系统,以改善高增压柴油机的低工况性能．文章指出,柴油机涡轮增压系统的发展须围绕如何改善高增压柴油机低工况性能这一核心问题展开,同时应综合考虑各方面因素,以发展新型有效的涡轮增压系统．     

大功率柴油机用新型增压器的研制

针对我国内燃机车用大功率柴油机自主开发了一种新型增压器。这种增压器采用了无水冷、高效宽流量压气机叶轮、大腔体等新结构和新技术,标定点压比为3.5~3.6,流量为4.3~4.5 kg/s,单台配机功率为2 330 kW,增压器配机总效率达到61%以上。目前,该型增压器已通过各种考核性试验,达到预期指标。文中介绍了新型涡轮增压器的结构、性能、新压气机叶轮、涡轮开发的过程和增压器的试验情况。     

增压方式对柴油机高原环境下工作特性影响的数值模拟

以一台高压共轨重型柴油机为研究机型,构建了一维热力学模型,首先对比研究了单级增压(single-stage turbocharger,1TC)和二级增压(two-stage turbocharger,2TC)对柴油机变海拔条件下工作特性的影响;然后将2TC的高压级更换为可变截面涡轮增压器,在4km海拔条件下,分析了叶片开度对柴油机性能的影响。结果表明:相较于1TC,2TC可进一步提高柴油机对海拔变化的适应性,特别是在低转速工况下效果更加明显。低转速工况时,可变二级增压柴油机叶片开度在40%～70%转矩最大,有效热效率最高,有效燃油消耗率最低;随着转速升高,增大叶片开度可降低排气背压,减少缸内残余废气,提高增压器效率,NOx排放减少,有效燃油消耗率降低;低转速时传热损失率随叶片开度增加先减小后增加,中高转速时传热损失随叶片开度增大而下降。