可变喷嘴涡轮增压器电控系统的设计与匹配

为研究可变喷嘴涡轮增压对车用发动机性能的影响,针对国内研发的车用可变喷嘴涡轮增压器开发了电控系统。该电控系统采用MC68HC11E9单片机为微控制器,以进气歧管内的增压压力为控制目标,控制算法采用数字PID控制。在发动机台架上进行了装有国内研发的可变喷嘴涡轮增压器电控系统的6缸发动机的匹配和稳态试验,试验结果表明采用国产可变喷嘴涡轮增压器对发动机性能有较大的改善。     

天然气发动机可变喷嘴涡轮增压器匹配研究

针对488天然气发动机匹配了可变喷嘴涡轮增压器(VNT),设计了电子控制系统,并通过发动机试验研究了VNT匹配规律。天然气发动机VNT调节规律不仅与节气门开度(负荷)有关,也与发动机的转速有关。匹配试验结果表明:采用VNT增压技术后天然气发动机的功率和转矩显著提高,最大功率从58 kW提高到73 kW,最大转矩从156 N.m提高到212 N.m,且最大转矩点转速降低,大幅度改善了天然气发动机的动力性与经济性。     

基于CAE的某发动机增压器故障分析及优化

某增压直喷发动机在进行发动机台架可靠性试验过程中,涡轮增压器由于中间体和蜗壳连接抱箍松脱造成失效,通过采用CAE仿真分析手段结合试验测试,对涡轮增压器模态和振动分析并进行发动机台架涡轮增压器振动测试,结果表明涡轮增压器中间体抱箍松脱是由于涡轮增压器模态低引起共振造成的。通过对涡轮增压器和排气系统进行优化设计,整改后通过了可靠性试验。     

某型柴油机与VGT增压器的匹配计算研究

发动机与涡轮增压器的匹配是增压技术的重要研究内容.普通涡轮增压器与发动机匹配时普遍存在着低速时转矩不足、经济性差等问题.可变几何涡轮增压器(VGT)是解决增压柴油机低工况和瞬态响应慢的重要技术措施.为了分析VGT对某型柴油机性能的影响,基于GT-POWER仿真平台对其进行了建模和仿真研究.结果表明:通过调整VGT涡轮喷嘴角度可以优化柴油机与VGT的匹配.低工况下,可以有效提高扭矩、增压压力和涡前排气温度,降低燃油消耗率.     

轻便轴承对增压器机械效率及发动机加速性能的影响

为改善涡轮增压器机械效率及发动机加速性能,分析原轴承系统和轻便轴承系统的旋转部件质量及转动惯量,试验研究原轴承系统和轻便轴承系统的机械效率及发动机加速性能。结果表明:与原轴承系统相比,增压器转速为60000-80000 r/min时,轻便轴承系统机械效率改善2.73%-8.08%;增压器转速为60000-140000 r/min时,轻便轴承系统润滑油流量减少37.44%-46.75%;发动机带载加速试验及发动机自由加速试验表明,轻便轴承系统加速时间分别减少7.7%和11.7%。因此,轻便轴承系统可以改善增压器低速段机械效率、发动机加速性能及低速扭矩,是增压器的发展方向。     

带有可变喷嘴涡轮增压系统的天然气发动机试验研究

在CA4G22E发动机的基础上开发出了一台多点顺序喷射的天然气发动机。该发动机采用了增压中冷技术及可变喷嘴涡轮增压技术。试验结果表明，采用增压中冷技术争可变喷嘴涡轮技术可以提高发动机的进气量，优化发动机在全工况范围内与增压器的匹配，大幅度提高发动机的动力性与经济性。     

小排量赛车发动机涡轮增压匹配计算及性能预测

遵照大学生方程式汽车大赛的有关规则,以某款0.6L汽油发动机为原型,经理论计算对涡轮增压器进行了选型.并应用GT-Power软件建立了发动机一维仿真模型,增加了进气限制器、涡轮增压器、中冷器和排气泄压阀等部分,进行了发动机和涡轮增压器的匹配计算与性能预测,结果表明二者匹配良好、达到了性能目标.此外,还针对规则要求加装了进气限制器,分析了该进气限制器对涡轮增压发动机的影响.最后,通过发动机台架试验获得发动机外特性曲线,验证了增压器与发动机匹配良好,仿真结果与台架试验结果基本相符.     

TPR56FV型可变几何涡轮增压器匹配12V265A型柴油机的配套研究

通过TPR56FV型可变几何涡轮增压器与12V265A型柴油机配套,研究了可变几何涡轮增压对改善柴油机部分负荷性能、拓宽柴油机环境应用条件以及降低增压器额定应用转速的影响。配机试验结果表明,通过调节可变几何涡轮(即调节喷嘴环开度),可大幅提升柴油机部分负荷负载率、明显改善环境应用条件对柴油机应用的限制、有效降低增压器额定应用转速。     

车用发动机涡轮增压器低摩擦机械密封技术进展

<正> 1 概况车用发动机常用涡轮增压器来提高动力特性。在涡轮增压器中,密封和润滑是两个重要因素,也是所面临的两个技术难题。带涡轮增压器的车用发动机达到实用阶段只不过10年左右的历史。在目前的情况下,尽管要求驾驶员踩下加速踏板后汽车的加速时间非常短暂,但实际上这段加速时间往往加长,称之为增压滞后。目前可用多种方法从不同角度来改善这种增压滞后现象,这些方法有以陶瓷制作涡轮叶片、采用两台小涡轮增压器以减小惯性扭矩、降低涡轮密封件摩擦扭矩。经过上述改进,涡轮增压器已广泛用于车用发动机。     

可变喷嘴涡轮增压器与柴油机匹配的数值模拟

利用GT-Power一维仿真软件,建立了J90S固定截面涡轮增压柴油机WD615.50的仿真计算模型,并与试验数据进行对比,验证模型的准确性。在此基础上,将原机的J90S固定截面涡轮增压器改为JK90S可变喷嘴涡轮增压器,建立可变喷嘴涡轮增压柴油机的仿真计算模型,对JK90S与WD615.50柴油机的匹配规律进行数值模拟。数值模拟结果表明:与固定截面涡轮增压器相比,在柴油机低速工况下,通过关小可变喷嘴涡轮增压器喷嘴环叶片的开度,柴油机进气更加充足,功率及转矩稍有增加,经济性有所改善。根据数值模拟结果,确定了最佳喷嘴环叶片开度随柴油机转速及负荷的变化规律。     

JK80VNT增压器的开发研究

可变喷嘴涡轮调节技术是改善增压柴油机低速性能、降低柴油机排放的有效措施。本文对JK80VNT增压器进行了设计计算，将所设计的转叶式可变喷嘴涡轮增压器进行了涡轮性能试验，试验结果表明它能够有效地调节涡轮特性。并进行了可变喷嘴涡轮增压器与CA6106柴油机的匹配试验，将其结果与带放气阀增压器的试验结果进行了比较，结果表明CA6106柴油机高速油耗和整个外特性烟度都得到明显的改善。     

舌形挡板变截面涡轮增压器涡轮蜗壳内气体流动的研究

本文在－模型上测试分析了舌形挡板变截面涡轮增压器涡轮蜗壳内气体流动规律，用丝线法和新探索的色泽法进行了蜗壳内气体流动显示，分析探讨了此种变截面涡轮增压器的工作机理，并将试验结果与计算数值进行了比较，获得了满意的结果，为设计优化舌形挡板变截面涡轮增压器提供了理论依据。     

488可调增压天然气发动机的模拟计算

将CA488汽油机改装成天然气发动机,并匹配合理的可变截面增压系统,利用软件对改装后的发动机进行性能模拟。结果表明,对可调增压器进行合理的控制,可将改装后的天然气发动机动力性恢复到原机水平。     

机车试验检测设备与技术

介绍了大连机车研究所试验检测中心拥有的机车主要试验检测设备和试验检测技术。重点介绍了柴油机综合性能试验台、机车定置试验台、增压器性能试验台以及燃油系统试验台的主要功能及特点。同时,对液力传动装置试验台、机车冷却系统试验台、零部件疲劳试验系统和摩擦磨损系统试验台以及电子电控装置试验检测系统也作了简单介绍。     

变几何增压器与柴油机的匹配特性

变几何增压器可通过抑制增压过量来降低机械负荷,改善扭矩特性-。本文在分析探讨现有变几何方案的同时,设计了数种新方案,探索了各种方案对发动机性能的影响。结果表明,某些新设计的方案,因其结构上的优点,不失为降低机械贞荷,改善扭矩特性的有效措施。     

欧Ⅳ轿车柴油机关键参数优化与匹配试验研究

在一款标定功率74kW、配置电控分配泵的欧Ⅲ柴油机基础上,通过采用第二代高压共轨(160MPa)燃油喷射装置、可变喷嘴截面涡轮增压器(VNT)等技术,并对关键零部件的局部结构设计予以优化改进.对喷油嘴伸出量(NTP)、喷油嘴流量、涡流比和涡轮增压器进行了综合性能匹配试验.结果表明,改进后的柴油机标定功率提升至98.2kW,排放满足欧Ⅳ法规,并且加装颗粒捕集器(DPF)后,具备从欧Ⅳ进一步升级至欧Ⅴ的潜能.     

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。     

新型相继增压系统对船用柴油机性能影响的研究

将传统定涡轮相继增压系统的主增压器替换为可变截面涡轮增压器（Variable geometry turbocharger,VGT）,完成VGT相继增压（VGT-Sequential Turbo Charging,STC-VGT）系统改造及其开度控制装置设计。通过试验,研究0%、10%、25%、40%、55%、70%、85%和100%八个不同开度对STC-VGT增压柴油机分别以1/2TC运行的性能影响。结果表明：STC-VGT系统1TC运行时,相比原机,动力性改善明显,NOx排放量升高,Soot排放量降低,同时,随着负荷的增加,燃油消耗率均呈现先降低后升高的趋势;以2TC运行,当VGT开度大于70%时,动力性整体相比原机有所下降,最大降幅约为1.16MPa,NOx排放量降低,Soot排放上升,燃油消耗率整体高于原机。之后,建立多目标灰色决策模型,通过主客观赋权的方法计算得出1/2TC各研究负荷所对应的最佳VGT开度,并根据燃油经济性最优原则确定STC-VGT系统1/2TC切换点为50%Pe0、切换开度为0%。最后,对STC-VGT系统性能进行评估,其结果表明：该系统以各负荷最佳VGT开度运行时,燃油经济性整体优于原机,且10%Pe0≤Pe<80%Pe0时,也优于传统定涡轮相继增压;同时Soot排放性能整体优于原机和传统定涡轮相继增压,但NOx排放与之相反。因此,柴油机采用STC-VGT系统动力性、经济性和Soot排放性均得到有效提升,但NOx排放性能有所下降。     

柴油机混合涡轮增压系统的研制及试验研究

混合涡轮增压系统是在常规废气涡轮增压器转轴上集成一个既能电动又能发电的高速电机,介绍了研制这一新型增压系统的关键技术和样机在增压器试验台上的试验研究.等压气机流量试验结果显示:混合涡轮增压系统从功能上达到了电动/发电的设计要求,可以根据负荷调整高速电机的工作模式和功率.混合涡轮增压系统在小流量时电动的潜力大,而在大流量时发电功率大.其次,通过调整混合涡轮增压系统的高速电机功率能够拓宽涡轮膨胀比变化范围.另外,由于采用滚动轴承等措施,样机的机械效率高于常规废气涡轮增压器,试验时最高机械效率达到96%.加速特性试验结果表明:混合涡轮增压系统的加速时间比普通废气涡轮增压器缩短40%以上,并且高速电机的电动功率越大,改善涡轮滞后的效果越显著.