旁通补燃系统改善柴油机外特性的仿真研究

利用GT-POWER软件的仿真计算,研究了6缸V型柴油机上增加旁通补燃系统对发动机与增压器匹配性能的影响.仿真计算表明：旁通补燃系统可以改善柴油机在低转速时涡轮增压器的效率,是一种改善动态工况下增压器与发动机匹配的有效措施.     

高强化两级涡轮增压柴油机匹配性能仿真研究

本文建立了某高性能单级涡轮增压柴油机GT-Power性能仿真模型,结合试验数据对模型进行了校核和验证.根据对原型机仿真模拟计算结果的分析,选取Garrett公司T系列涡轮增压器,为其匹配了两级可控涡轮增压系统,并建立相应的整机性能仿真模型,在此基础上研究分析了废气旁通阀开度变化以及高低压级增压器分别采用可变几何涡轮对整机匹配特性的影响等.计算结果表明：采用两级可控涡轮增压系统后,在兼顾原机高工况性能的同时,能有效改善其低工况的性能,在全工况范围内能实现与柴油机的良好匹配.     

可变几何涡轮增压器与发动机稳态匹配模型的研究

首先建立了在稳态工况下可变几何涡轮增压器（VGT）和发动机匹配的数学模型，讨论了建模中的几个关键问题。在此基础上，利用simulink建立了VGT与发动机匹配的模拟模型。通过大量的试验对模型进行了验证，结果表明模型的建立是正确的，应用该模型能较准确地预测各种工况下可调叶片的位置、涡轮流量等，最后，利用该模型模拟了过量空气系数一定时叶片转角随发动机转速、负荷等的变化。以及过量空气系数不同时对叶片转角和增压压力的要求的变化，得出了一些有关可调涡轮增压器匹配和设计的结论。     

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     

柴油机二级可调增压系统高海拔标定试验

通过内燃机高海拔模拟试验台进行了二级可调增压柴油机不同海拔和工况性能试验,研究了高压级可变截面涡轮增压器(VGT)叶片开度对二级可调增压柴油机性能的影响,得到了不同海拔全工况VGT叶片最佳开度脉谱.结果表明:在不同海拔下,大负荷工况VGT叶片最佳开度随转速增加逐渐增大,中、小负荷工况VGT叶片最佳开度随转速增加先减小后增大;随海拔升高,相同工况下的VGT叶片最佳开度逐渐减小;与单级增压柴油机相比,海拔5.5,km二级可调增压柴油机最大转矩和标定功率分别提高了11.0%,和11.8%,,低速转矩平均提高了31.1%,,适应性系数提高了19.2%,,最低燃油消耗率和低速时燃油消耗率分别降低了4.8%,和15.3%,;不同海拔高、低压级增压器与柴油机的联合运行线均位于压气机较高效率区.     

柴油机注汽锅轮增压系统

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。     

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。     

增压柴油机变海拔增压压力恢复计算研究

基于D6114柴油机仿真模型,计算分析了原机增压器的变海拔性能。针对各海拔高度下增压压力的变化趋势,选择不同的匹配点进行了增压系统匹配调整。结果表明:变海拔条件的增压压力变化趋势在高低转速存在差异;通过增压系统匹配调整可以在部分工况实现增压压力恢复;高海拔高转速工况涡轮增压器会发生超速现象;高海拔低转速工况下增压压力得到提高,但未能达到完全恢复的目标。     

VNT可变涡轮增压器与柴油机的匹配研究

根据一款WG增压柴油机原机的基本结构参数和试验数据,匹配一款VNT废气涡轮增压器,建立VNT增压柴油机的GT-Power一维计算模型,并对柴油机外特性工况和ESC工况进行仿真计算研究。分别以动力性和经济性参数为分析指标,对外特性工况和ESC工况的VNT开度进行优化选择。研究表明,开度优化选择后的VNT柴油机与柴油机原机相比,外特性转矩均有较大幅度提高,最大转矩工况的运行范围拓宽,且VNT增压器的转速在整个转速范围内提高,联合运行曲线的高效率范围扩展;ESC工况加权比油耗值下降幅度约为3.8%,且空燃比增大,VNT柴油机经济性获得提升。可以得出结论,VNT可变涡轮增压器与柴油机匹配良好。     

增压器结构参数对非道路直喷式柴油机排放性能的影响

结合某型增压柴油机的开发研制过程,为合理匹配柴油机和涡轮增压器,设计了不同0-0截面积的涡轮壳,不同进口直径的压气机叶轮和不同出口直径的涡轮叶轮.研究了增压器结构参数对柴油机排放和油耗的影响,排放试验参照中国非道路柴油机八工况法.试验研究结果表明,改变涡轮0-0截面面积和压气机叶轮进口直径对发动机排放和油耗影响较大,而改变涡轮叶轮出口直径作用不太明显.综合比较排放和油耗,最终选定方案8增压器与发动机匹配.