高原环境下大功率柴油机燃烧性能分析及功率恢复研究

中国的高原面积非常广阔,这就使得高原地区运行着大量的动力设备。高原地区的大气压力相对较,环境温度的变化非常大,环境条件较为恶劣,直接影响柴油机的运行性能。为了能够改善大功率柴油机的高原性能,发挥大功率柴油机原机型燃烧系统基础作用,针对燃烧室的廓形、燃烧室的喉口半径、燃烧室的涡流比等相关参数开展优化研究,最终明确平原环境下优化功率,高原环境下在一定程度上恢复燃烧系统的功率参数。     

高原环境对船用柴油机的影响及性能改善研究

针对高原低压、高寒的恶劣环境导致高原船艇用柴油机低温起动性差、冷却效果不良以及功率下降等一系列现实问题,通过分析高原环境对船用柴油机性能的影响,结合某型高原船用D683B型柴油机的结构特点和在班公湖地区的使用管理现状,从起动性能、冷却性能和动力性能方面提出船用柴油机在高原环境下性能提升的对策措施,为高原船艇柴油机的使用管理提供借鉴。     

高原运行柴油机增压技术应用综述

针对高原环境涡轮增压柴油机功率下降、油耗上升、热负荷升高的问题,考虑通过增压系统的改进解决之.在综述了涡轮增压器的重新匹配,涡轮增压器结构改进、补气增压、电动增压、机械增压,二级增压、以及可变增压等技术方案的基础上,以某型特种车辆柴油机为例,分析了各方案的应用情况和总体效果.分析为高原环境涡轮增压器故障维修和通过改造增压系统恢复高原运行柴油机功率提供参考.     

挖掘机的高原适应性调整和改装

正高原环境空气稀薄,在海拔4000m时,空气密度只有平原地区的65%左右,很多高原地区同时气温较低。在此环境中工作的挖掘机,其柴油机功率下降明显,液压系统、电气系统、零部件性能受到严重影响。为提高挖掘机对高原、高寒工作环境的适应性,保障其工作的可靠性和经济性,我们对某型挖掘机进行了调整和改装。     

试论适应我国高原环境的车辆动力解决方案

车辆在高原运行时,由于高原的特殊环境使其动力性、经济性、可靠性和废气排放性等指标都大大下降。为了适应我国高原环境,分析了高原环境对车辆柴油机造成的影响,综述提出的一系列的解决措施,着重论述了增压系统的改进对车辆高原适应性的改进措施。     

车用柴油机高原性能模拟试验及性能提升策略

通过柴油机高原性能模拟试验,分析了柴油机的动力性、经济性随海拔高度的变化规律,以及高原环境对柴油机起动性能和热平衡性能的影响,提出了高原增压、供油系统调整及优化、低气压低温起动、热平衡控制、电控柴油机高原标定等提升车用柴油机高原性能的技术对策,为研究进一步提高柴油机的高原环境适应性提供了参考。     

装甲车辆柴油机冷却系统在高原环境下控制方案优化研究

针对装甲车辆柴油机在高原地区关键部件不能得到有效冷却导致柴油机故障频发,影响着装甲车辆的可靠性和作战效能发挥的问题,研究高原环境下柴油机冷却系统控制方案优化方法,提出了基于柴油机工况开环控制和基于柴油机出水口温度PID闭环反馈相结合的控制方法。最后以海拔5000m时为例编制了开环控制MAP图,对控制方案进行了模型仿真,结果表明优化后的控制系统能够有效提高冷却系统散热能力。     

高原电子设备环境适应性改进设计

高原地区环境条件恶劣,空气稀薄干燥,适应于一般平原的普通雷达用于高原恶劣环境时屡屡暴露一些问题。高原雷达主设备曾出现过一些因舱内机柜风路不畅导致的故障,因此,针对该设备进行了一系列改进设计,彻底解决高原雷达方舱内机柜的高原环境适应性问题。     

柴油机高原环境工作特性分析研究

中国西部大开发为汽车工业与配套动力带来巨大发展机遇,高原环境特点对发动机产生很大的影响,研究高原柴油机增压技术非常必要。研究介绍高原环境气候特点,分析高原环境对柴油机增压技术工作性能的影响,提出改善柴油机性能的技术措施。以某4缸柴油机为研究机型,对比单级增压对柴油机变海拔条件下工作特性的影响,在4km海拔下分析叶片开度对柴油机性能的影响。表明选配二级增压可提高柴油机对海拔变化适应性。低转速工况可变二级增压柴油机叶片开度在40%~70%转矩最大,有效燃油消耗率最低。增大叶片开度可降低排气背压,提高增压器效率,有效降低油耗率;中高转速时热传损失随叶片开度增大降低。     

高海拔柴油机燃烧过程研究综述

通过对柴油机高海拔燃烧过程的研究,可以探索高原环境对柴油机性能影响的机理,为柴油机高原性能提升提供理论依据。本文综述了国内外柴油机高海拔燃烧过程研究的总体情况,总结了高海拔环境对柴油机燃烧过程的影响规律,分析了提升柴油机高海拔燃烧特性的先进技术及策略。     

高原环境对车辆柴油机冷却系统性能影响分析

高原环境对车辆柴油机影响剧烈,出现了柴油机后燃严重、冷却系统散热不足等问题。本文基于GT-Suite仿真软件建立的某型柴油机工作过程及冷却系统耦合仿真模型,计算分析了大气压力、温度对柴油机本体传热量、风扇质量流量、散热器对流换热系数及散热量的影响规律和原因,结果表明:在额定工况点下,大气压力从100k Pa降至60k Pa时,柴油机本体传热量升高17.5%,风扇质量流量降低12%,空气侧换热系数减小13.1%,散热器散热量减少31.8%;大气温度从0℃升高到35℃时,柴油机本体传热量升高7.5%,风扇质量流量降低2.5%,空气侧换热系数减小1.1%,散热器散热量减少38.1%。     

变海拔条件下柴油机缸盖热状态变化规律研究

针对实际高原场景下,部分柴油机出现了缸盖局部烧蚀的问题,对不同海拔条件下柴油机缸内传热过程及其对发动机缸盖热状态的影响进行了研究,通过仿真手段计算得到了不同海拔条件下缸盖火力面的温度场分布情况。结合高原实机试验的具体数据,在确定缸盖热侧的边界条件时考虑了两种情况,分别是仅考虑对流换热以及同时考虑了对流和辐射换热的情况。通过对比两种边界条件下的仿真结果,分析研究了缸盖温度场随海拔高度的变化规律及其成因。研究结果表明,缸内对流传热量随海拔的上升逐渐下降,4 500 m海拔缸盖最高温度点温度较平原下降6.2%;缸内辐射和对流的传热总量随海拔高度的上升而上升,4 500 m海拔缸盖最高温度点温度较平原上升15.6%,说明了缸内辐射对换热产生的影响。     

喷嘴参数对柴油机喷油规律与性能的影响

采用广安博之(Hiroyasu)等准维模型,建立高原运行柴油机工作过程模型;基于一维非定常可压缩理论建立柴油机喷射系统模型,二者耦合计算高原环境喷油器主要结构参数对柴油机实际运行时的喷油规律、燃烧特性和输出性能的影响.台架试验验证了模型的可信性.结果表明:喷孔数和喷孔直径对喷油规律影响最为敏感,喷孔夹角对喷油规律影响微弱.在海拔4 000m时,针对该型柴油机,喷孔面积存在一个最优区间,在该区间给出了功率变化率和喷孔面积的关系式.在燃烧室结构和供油系统参数不变的情况下,当喷孔面积减小为原喷孔的25%～60%时,柴油机功率最大提升8.5%;油耗最大下降8.8%,排气温度下降35℃以上.但是缸内温度明显上升,NOx排放恶化.研究为通过优化喷油器参数改善高原运行柴油机燃烧和性能提供了参考.     

高原环境重型车用空气滤清器阻力特性计算与分析

根据准稳态流动统一化压降方程,考虑传热对压降影响,建立重型车用空气滤清器一维流动模型,将滤清嚣模型与发动机工作过程模型联合,计算实车运行时,平原环境、高原环境滤清器阻力特性,实车试验验证,模型误差在3.6％以内.计算分别给出了平原和4000m海拔滤清器达到容灰极限时的转速-负荷-压降MPa;通过改变滤清嚣结构参数降低其阻力.结果表明:滤清器阻力与进气质量流量近似成二次曲线关系,这种关系不因海拔高度的变化而发生明显改变;从平原到4000m海拔,滤清器极限压降从9.9kPa下降到5.8kPa,高原压降上升速度较平原快;丝网直径的微小差异引起整个滤清器压降较大变化.论文研究为重型车用空气滤清器高原环境确定清灰周期、故障监测和寿命预警提供了基本依据.     

环境与工况对柴油机缸套-活塞环磨损的影响

为研究柴油机实车使用状况下缸套-活塞环磨损规律,建立某12150型多缸柴油机面向使用工况的缸套-活塞环磨损仿真计算方法并进行验证,研究环境与工况参数对缸套磨损的影响规律。结果表明:大气温度升高,缸套磨损深度呈现先减小后增大的趋势,气温-5℃时磨损最小,与-35℃相比下降了5.89%,与40℃相比下降了9.15%;大气压力降低,缸套磨损深度先减小后增大,气压80 kPa时最小,与100 kPa相比下降了6.45%,气压50 kPa时磨损最大,与100 kPa相比升高了8.48%;缸套磨损深度随柴油机转速升高而呈现出增加的趋势,在1 600 r/min时出现极小值点,转速为2 000 r/min相比1 200 r/min磨损深度增加了46.76%;柴油机负荷增加引起缸套磨损深度不断增大,100%负荷时较20%负荷的磨损深度升高了133.96%。     

平地机用于高原时的常见故障及使用须知

一台PY180型平地机常年工作在西藏羊八井工地,年平均气温-5-6℃,工作海拔高度4300-4600 m,大气压力59．5- 57．5 kPa,柴油机在高原环境使用,海拔高度每增加1000 m,大气压力下降约 11．5％,空气密度减少约9％,功率下降 10％左右。     

高原地区适用的新型燃油加热器

低温启动困难是柴油机常见问题之一,尤其是在高原地区低气温、低气压、低含氧量环境条件下,柴油机更难启动。本文介绍一种具有良好高原环境适应性的新型燃油加热器。该加热器通过燃烧燃油,将发出的热量经换热器传递给冷却液、润滑油,以此提高柴油机温度,改善柴油机低温启动性能。     

高原工况下某增压柴油机喷油提前角的研究

根据设计和实验参数建立某增压柴油机GT-Power仿真模型并验证了模型的准确性。通过改变大气压力模拟高原环境,研究了额定转速下喷油提前角变化对柴油机性能的影响,确定了不同工况最佳喷油提前角变化趋势。结果表明随着大气压力下降,在一定范围内增大喷油提前角会改善使柴油机性能,使功率增加,燃油消耗率减少,但同时缸内温度和爆发压力增加,影响安全运行。     

工程机械高原环境适应性关键技术

工程机械高原适应性研究的最终目标是通过一切有效的技术手段使设备在高原大气条件下恢复标准大气条件下的设计性能指标,从而全面保障机械的可靠性、耐久性和工作效率。 功率恢复型的增压技术 普通型的增压柴油机是以强化现有柴油机功率,降低比功率,综合外型尺寸、降低燃油消耗率、降低生产及使用成本、用衍生变型品种的办法来增加主机的功率配套的覆盖面。它通过调整供油系统（增加循环供油量,调整喷油提前角等措施）、限制机械负荷和热负荷来实现,在高原地区使用功率和经济性指标仍然会下降并产生增压器转速升高、匹配喘振线右移、阻…     

低气压低温环境对柴油机起动性能的影响及改进措施

分析了高原低气压低温环境对柴油机起动性能的影响,通过现有冷起动辅助措施的对比分析,提出了改善柴油机低气压低温起动性能的技术措施。