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%。     

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。     

车用柴油机大小涡轮相继增压系统固定转速切换的试验研究

针对某车用柴油机采用两台不同尺寸涡轮增压器的相继涡轮增压系统进行了试验研究。对柴油机分别采用大增压器、小增压器和大小增压器并联的3种方案进行外特性试验,通过分析试验结果初步确定了系统的两条固定转速切换线。对大小涡轮相继增压系统进行切换试验研究,并对切换过程中发动机转速的波动情况进行了分析,最终确定大增压器与小增压器相互切换的上下行转速分别为1380 r/min和1335 r/min,大增压器与大小两台增压器并联相互切换的上下行转速分别为1970 r/min和1955 r/min。最后,对固定转速切换的可靠性进行了试验验证。     

注汽涡轮增压柴油机的试验研究

文献[1]提出一种新的注汽涡轮增压柴油机系统,本文对此注蒸汽涡轮增压柴油机进行了试验,得出不同柴油机工况下注入增压器涡轮的蒸汽流量与温度对涡轮增压器及涡轮增压柴油机性能的影响,并对其进行分析。验证了注汽涡轮增压柴油机在改善低工况性能方面的有效性。     

非对称双流道涡轮增压器的试验

传统的高压回路废气再循环技术在降低柴油机氮氧化物排放的同时增加了泵气损失,导致柴油机的燃油经济性变差.以一台6缸重型增压柴油机为平台,研究了非对称双流道涡轮增压器对柴油机性能的影响.通过与普通对称式增压器的试验结果进行比较,分析了3个稳态工况下非对称双流道涡轮增压器对该柴油机性能的影响.结果表明:采用非对称双流道涡轮增压器在保证循环废气量的同时能够有效地降低柴油机的泵气损失,使柴油机在中高速工况下的燃油经济性有明显改善;而低速工况的高压循环指示热效率由于受低空燃比的影响较大,燃油经济性改善不明显.     

提高重型柴油机低速高负荷热效率的试验研究

为了改善重型柴油机低速高负荷的燃油经济性,在一台两级可变截面涡轮增压重型柴油机上开展了空气系统与喷油参数优化策略研究。试验结果表明:对于缸内最高燃烧压力受限工况,获得最低有效燃油消耗率(BSFC)的可变截面涡轮增压器(VGT)关度应该使泵吸功基本为零;选取合适的喷油压力可提高机械效率,在改善燃油经济性的同时使NO_x排放有一定降低,而碳烟排放也能保持在较低水平。基于该优化策略,研究了缸内最高燃烧压力限值对不同工况点燃油经济性的影响,进而研究了提高缸内最高燃烧压力对改善燃油经济性的潜力。结果表明:随着转速与负荷的升高,提高最高燃烧压力限值对燃油经济性的改善作用更加明显;但缸内最高燃烧压力提高到一定程度以后,其对燃油经济性的改善作用逐渐减小。     

6100ZQ车用增压柴油机性能的试验研究

作者通过分析认为由于涡轮机械的固有特性,用一台几何尺寸固定的涡轮增压器很难在整个宽广的柴油机转速范围内获得合乎要求的增压特性。因此,从增压系统、燃油系统和燃烧室的良好匹配着手,在扭矩储备、最大功率、燃油消耗率、排气温度及气缸内压力极限与烟度等因素之间取得协调的折衷匹配方案,可以满足车用涡轮增压柴油机性能要求。这一方案已成功地应用于6100ZQ车用增压柴油机。     

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．     

复合涡轮增压器对柴油机性能影响的仿真研究

为了降低燃油消耗率和提高柴油机的有效热效率,采用可回收余热的复合涡轮增压系统,并基于GT-SUITE软件研究无级变速器(continuously variable transmission,CVT)速比对系统性能参数的影响。研究结果表明:复合涡轮增压系统通过CVT速比变化可以对发动机进气量、涡轮回收功率及发动机总输出功率进行有效控制。每个工况存在一个最佳CVT速比,使发动机效率最高油耗最低。通过与未采用复合涡轮增压系统的原机对比显示,复合涡轮增压系统对发动机油耗率有明显改善,额定工况点油耗率降低5.5%。     

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。     

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。     

涡轮增压器可靠性的研究

本文结合增压器的研制经验论述了涡轮增压器可靠性研究的几个主要方面.研究表明,增压器可靠性的关键在于转子系统工作的稳定性和叶轮叶片的疲劳强度.文中还介绍了国外对低周疲劳研究的现状,同时强调了工艺、检测及质量保证的重要性.最后指出,保证增压器的可靠性是一项系统工程,只有确保增压器的可靠性才能实现增压器的商品化和产业化.     

柴油机NOx排放测试在柴油机与增压器优化匹配中的应用

增压器与柴油机的匹配优化，应首先找出柴油机的匹配点在增压器压气机性能曲线图的位置。但由于系统原因及测量过程中不可避免的误差，仅仅依靠柴油机平台试验数据(其中包括扫气压力Ps、增压器转速n等与增压器有关的参数)很难较为准确地判定柴油机与增压器匹配点位置。随着国际海事组织(IMO)对船舶柴油机NOx排放测试的强制性要求，为增压器与柴油机进行优化匹配创造了极为有利的条件。介绍了利用柴油机NOx排放测试中的有关数据进行增压器匹配优化的方法及可行性。     

Effect of a curved duct upstream on performance of small centrifugal compressors for automobile turbochargers

Since the automobile turbochargers are installed in an engine compartment with limited space, the ducts upstream of the turbocharger compressor may be curved in a complex manner. In the present paper, the effect of a curved duct upstream on performance of small centrifugal compressors for automobile turbochargers is discussed. The computational fluid dynamics (CFD) analysis of a turbocharger compressor validated for the compressor model with the straight pipe applied to the compressor with the curved pipe are executed, and the deterioration of the performance for the curved pipe is confirmed. It is also found that the deterioration of compressor performance is caused by the interaction of the secondary flow and the impeller.     

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。     

两种阀门结构的部分进气涡轮在不同阀门开度下的性能研究

为满足日益严格的排放法规,可变截面涡轮增压器正广泛地应用于车用发动机,针对一种新型的部分进气可变截面涡轮增压器,采用数值研究方法对采用两种阀门结构的涡轮在阀门不同开度的性能及内部流场进行分析,掌握了在阀门小开度和大开度下两阀门结构涡轮的工作特性及内部流动损失的机理。     

内燃机车柴油机增压器故障的早期判断

对内燃机车增压器故障的原因进行了分析,论述了增压器故障与其转速的内在联系,阐述了开发增压器状态在线监测装置的可行性、必要性;介绍了增压器状态在线监测装置的基本结构、工作原理、性能等。