活塞式无人机发动机高空性能模拟试验研究

在活塞式无人机发动机高空性能模拟试验台上,进行了0-7000m海拔下的发动机性能试验,分析了海拔高度变化对活塞式无人机发动机的动力性、经济性性能影响规律。结果表明:随海拔上升,对置活塞汽油机的动力性下降,输出功率和转矩逐渐减小;汽油机的最大转矩对应转速逐渐右移;对置活塞汽油机的经济性下降,燃油消耗率逐渐增大,热效率逐渐降低,且在高海拔、低转速工况下,这一趋势更加明显。     

非道路柴油机不同压缩比活塞选型试验研究

针对非道路IV阶段柴油机,围绕三种活塞的选型,研究了不同压缩比活塞对发动机摩擦功、压缩压力、燃油经济性以及排放特性的影响。结果表明,压缩比越大的活塞摩擦功和压缩压力越大。额定转速和扭矩转速下,随着活塞压缩比的升高,燃油经济性存在最优点拐点,在额定转速下较为明显。压缩比越高的活塞NOx排放量越低,但烟度排放随负荷增大上升明显。     

后喷参数对柴油机排放影响的试验研究

以某型高压共轨柴油机作为试验样机,研究了在转速2850r·min~(-1),负荷率为75%的工况下,轨压、主喷正时、后喷油量及主-后喷间隔角对柴油机烟度、NO_x排放及燃油消耗率的影响。结果表明:较大的轨压可以降低烟度和燃油消耗率,而推迟主喷正时可以明显降低NO_x排放量;随着后喷油量的增加,NO_x排放逐渐降低,燃油消耗率逐渐增大,CO、HC和烟度排放呈现出先降低后上升的趋势;随着主-后喷间隔角的增大,NO_x排放逐渐降低,CO、HC排放和燃油消耗率逐渐增大,烟度排放呈现出先降低后上升的趋势;与单次喷射相比,引入后喷射能使NO_x和烟度的排放均有所降低,但燃油消耗率会有所增加;采用合理的后喷射参数可以实现柴油机排放和燃油消耗率的折中优化。     

排气背压对发动机性能影响的研究

为研究排气背压对发动机扭矩、功率以及燃油消耗率的影响,通过分析排气背压对功率损失和充量系数的影响机理,利用相关台架试验,获得在不同背压时的发动机各个性能参数的变化曲线,分析其动力性及经济性的影响。结合理论分析及台架试验研究结果可得出:排气背压的增大会在一定程度上导致油耗增大、功率和扭矩降低,并且在不同转速范围内背压所造成的影响也不同。     

GDI汽油发动机外特性的试验研究

为了进一步优化GDI发动机的性能,通过发动机台架试验研究了不同转速对GDI发动机的影响。结果表明:在全负荷工况下,随转速增加,GDI发动机的缸内压力峰值和功率增加,最大压力升高率降低;GDI发动机的有效热效率随转速增加先上升后下降,在中等转速(1 500 r/min～4 000 r/min)达到最大扭矩。     

发动机活塞窜气量试验与分析

活塞窜气量试验作为可以评定活塞、活塞环、气缸套间配合状态的一种有效手段,是发动机性能试验的重要组成部分。在某发动机循环负荷试验运行100 h后,对其进行活塞窜气量试验,分析活塞活塞环的配合状况。通过对试验数据进行分析,得到了窜气量随转速、平均有效缸内压力的变化规律,以及燃油消耗率和有效热效率随活塞窜气量的变化规律。结合试验结果,对活塞窜气通道进行分析,得到了活塞活塞环的配合情况、发动机转速、缸内平均有效制动压力和发动机排量是影响发动机活塞窜气量的主要因素。     

喷油参数对共轨柴油机排放影响的试验研究

针对某款轻型车用柴油机的燃油系统,进行了油嘴伸出量和柴油机燃烧室的匹配选择。试验研究了在转速为1696r·min-1,转矩为146N·m的工况下,轨压、主喷正时、预喷射参数以及EGR对NOx、烟度及燃油消耗率的影响。结果表明:在1.4mm的喷油器垫片下的油嘴伸出量,烟度最好。在试验所研究的工况点下,增大轨压可有效改善燃油雾化特性,使得烟度和燃油消耗率降低,但NOx排放增多;推迟主喷正时可有效降低NOx的排放,这两个喷油参数可作为优化柴油机性能的重要指标。通过试验可知,柴油机存在一个最佳的主预喷间隔;随着预喷油量的增加,烟度和燃油消耗率逐渐增加,NOx呈现先减少后增加的趋势;EGR阀开度的增加使NOx明显减少,但EGR阀开度在30%之后,烟度开始明显恶化。     

实验设计和神经网络法对柴油机性能的优化研究

利用GT-Power软件搭建一款3.1L电控增压柴油机仿真模型,采用拉丁超立方采样算法进行实验设计与计算,确立了6个实验因子和4000个实验数目。通过神经网络径向基算法对不同响应变量因子进行建模,最终确定了转速与EGR率两个实验因子对多目标优化影响的贡献度最大。通过建立实验因子和响应变量模型关联,完成了基于模型的多目标遗传优化。优化结果表明:通过优化柴油机扭矩和燃油消耗率,可使柴油机扭矩值最大提升12.3%,且燃油消耗率最大能下降2.6%。     

高速大功率柴油机燃油适应性改进设计

针对某型高转速大功率柴油机出现的气缸盖烧蚀、活塞拉缸等可靠性问题,试验研究了轻馏分燃油对柴油机工作性能的影响,找到了其影响机理,提出了活塞、喷油器、供油提前角等燃烧系统部件和运行参数的燃油适应性改进措施,并通过台架试验验证了改进措施的可行性。研究结果表明:轻馏分柴油对柴油机的工作可靠性有直接影响,适当增大活塞压缩比、提高喷油器开启压力、调整增压匹配点和减小柴油机供油提前角,可改善高转速大功率柴油机的燃油适应性。     

燃油供给系参数对非道路柴油机排放的影响

以某型非道路电控单体泵柴油机作为试验样机,试验按照欧盟排放法规中的八工况法规定进行测试,研究了启喷压力、喷油泵、喷油提前角等对柴油机烟度、NO_x排放及燃油消耗率的影响。结果表明:喷油器启喷压力从24MPa提高到26MPa,试验柴油机经济性和排放性均有一定的改进;柱塞直径相同,凸轮升程从11mm提高到12mm时,碳烟排放有明显下降,而NO_x排放略有增加;凸轮升程相同,柱塞直径不同时,柱塞直径增加使碳烟排放明显下降,而NO_x的排放升高。在2300r/min转速不同负荷下,烟度值和燃油消耗率都是随着喷油提前角的增加而减小,而NO_x排放浓度则随着喷油提前角的增加而增大,每个工况下均存在较佳的喷油提前角使得试验非道路柴油机排放性能和经济性能较为折衷。     

缸套表面织构润滑性能理论及试验研究

通过将激光表面织构技术应用于发动机缸套表面,建立缸套-活塞环摩擦副混合润滑理论模型,并以桶面环为例,计算缸套表面织构对摩擦副润滑摩擦性能的影响规律。计算结果表明：缸套通过激光表面织构后,其润滑摩擦性能得到改善,凹腔织构效果要优于沟槽织构效果,在各行程中部油膜厚度最大增加了29%左右,而摩擦力峰值下降30%左右。通过发动机对比台架试验发现：相对于原机,配套表面织构缸套后发动机燃油消耗率呈现出下降趋势,在低转速下改善效果最为显著,燃油消耗率最大降低了9.8 g/(kW•h),降幅为4.62%,证实了表面织构技术对于降低发动机摩擦损失是有效的;同时发动机的其他性能指标也有不同程度改善,漏气量、烟度、全损耗系统用油消耗率等参数都有所下降,烟度下降明显,漏气量最大降幅为34.6%,全损耗系统用油消耗率降低了33.8%。     

用转速适应性系数判断柴油机的功率输出情况

对于工程机械用的柴油机,应要求其在最大扭矩时的转速（ｎｅｍａｘ）和标定功率时的转速（ｎｇ）有较大的差值,即转速适应性系数Ｋｒ应满足：Ｋｒ＝ｎｇ／ｎｅｍａｘ≥１．４的要求。在外界负荷增大而供油量调节机构位置不变时,柴油机转速会下降,当转速下降达到或达不到最大扭矩转速时,其扭矩仍不足以克服外界阻力矩,则柴油机就易被迫熄火或明显表现出动力输出不足。为确保工程机械的技术性能,可利用柴油机转速适应性系数,对运行、大修后的工程机械用柴油机的适应能力进行检测;即只需对最大扭矩时的转速ｎｅｍａｘ进行实际测试,然…     

柴油机燃油消耗率偏高的原因

我公司1台G12V190PZ-3型柴油机大修后,在测功台上进行实际使用工况模拟负荷测试。测试时功率设定为551kW,转速设定为1219r／min。测试结果其燃油消耗率为212-214g／kW·h,高于额定值209g／kW·h。分析认为,燃油消耗率偏高的因素主要有以下4个方面。     

活塞销偏置对润滑油消耗的影响

基于润滑油消耗机制,以某型12v柴油机为研究对象,建立活塞组件动力学仿真模型,分析活塞销偏置方式和活塞销偏置量对于润滑油消耗的影响。结果表明：活塞销偏置方式总体趋势是使润滑油的消耗减少,窜油和甩油得到明显改善,其中活塞销偏副推力侧(Anti-Thrust Side, ATS)对润滑油的消耗减少的效果最好;活塞销偏置量对润滑油的消耗有较大的影响,当偏置量增加时,窜油量先减小后增大,甩油量不断减小,其中活塞销偏ATS 3 mm时对减少润滑油消耗的综合效果最好;随着柴油机转速的增加,润滑油消耗量呈现不断增长的趋势,导致发动机效率降低。     

一种新型的组合活塞环

降低机油耗和减少漏气量是控制柴油机的微粒排放物生成的有效手段,特别由于最近排放法规的强化,更加严格要求控制润滑油的消耗量和活塞的漏气量。目前活塞式发动机环的漏气量一般为吸气量的0.2%～1%。而利用巧妙环组作气环,是可以降低机油消耗量和活塞漏气量的。本文介绍了如何利用三片环组合成一道环组来达到这一目的。     

单缸机械-液压约束活塞发动机工作原理与经济性

论述了单缸机械-液压约束活塞发动机(MHCPE)的结构原理,定义了评价系统经济性的“燃油消耗率“的概念。通过试验,MHCPE转速为1000r/min～2500r/min、油门开度为30%～100%,纯机械动力输出时,燃油消耗率比传统发动机改善3.99%～18.91%;纯液压动力输出时,燃油消耗率比传统发动机驱动柱塞泵系统改善12%～42.78%。MHCPE随着有效液压能在总能量输出中比例的增加,相比传统的发动机或发动机驱动柱塞泵系统,经济性改善更加明显。     

基于温度场分析的S195柴油机活塞结构改进

S195柴油机活塞采用分隔式燃烧室,其流动损失大,燃油消耗率高,启动性能差。文章将S195活塞顶部结构改进为浅ω形,并采用有限元软件ANSYS对改进之前与之后的活塞温度场进行分析,分析结果表明,改进后的活塞所承受的热负荷减小可延长活塞使用寿命。     

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…     

供油提前角对生物柴油-乙醇混合燃料发动机性能的影响

通过试验分析了供油提前角对柴油机燃用生物柴油-乙醇混合燃料性能的影响。研究结果表明：供油提前角18PoPCA时的燃油经济性较好;在较小负荷处,无论是增大还是减小供油提前角,都会使燃油消耗率增大;在中高负荷处,供油提前角越小,燃油消耗率越大;转速、负荷一定的情况下,随着供油提前角增大,CO和碳烟排放降低,而NOx排放则升高,HC排放无明显规律。