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。     

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.     

船舶柴油机动力涡轮与涡轮增压器联合优化匹配研究

搭建了某型低速二冲程柴油机动力涡轮复合涡轮增压器的仿真模型,对动力涡轮并联模式展开联合优化匹配。以同时考虑系统热效率、系统总功率、柴油机功率、动力涡轮功率、涡轮增压器喘振裕度全面择优的方式,寻取最优匹配点。结果表明:动力涡轮与增压涡轮联合优化匹配后,在中高工况下旁通8.55%的排气用以驱动动力涡轮,额定工况下其输出功率为134.6 kW,占柴油机功率的3.19%,系统总功率提升1.02%。     

基于调节能力的柴油机可调二级增压系统匹配方法

应用等效增压器概念对柴油机可调二级增压系统进行了理论研究.建立了可调二级增压系统的等效增压器模型,得到了基于旁通流量比的等效涡轮流通面积表达式和基于旁通流量比与涡轮焓降比的等效增压器效率的表达式.等效涡轮流通面积表达式可用来分析可调二级增压系统的调节能力,并根据期望的调节能力匹配合适的高低压级涡轮增压器组合.等效增压器...     

两级涡轮增压

本文叙述了在何时何处采用两级涡轮增压的问题。一般是在单个增压器不能满足压气机的高压比或总效率时才使用两级涡轮增压。文章提供了在采用降低压缩比提高平均有效压力而使用两级增压的实例。文章讨论了两级涡轮增压系统的优缺点。缺点包括成本、装置体积和部分负荷时的运转问题等。除涡轮增压器匹配的某些问题以外,文章还讨论了在柴油机上装两级涡轮增压器的灵活性。本文所提出的这种紧凑布置是今后的方向。目前,由于两级涡轮增压的缺点,使其不如单级涡轮增压那样具有引吸力。这或许是因为单级涡轮增压器将继续朝高压比和高效率发展的原因。因此,必须采用两级涡轮增压才能获得更高压比的观点将发生变化。     

SC12E发电机组用两级涡轮增压柴油机方案研究

针对发电机组用柴油机,使用AVL BOOST性能模拟软件建立两级涡轮增压发动机模型,计算将最大功率从367 k W提高至440 k W时发动机的性能及增压器工作状况。主要介绍了高、低压级增压器的匹配,并分析高、低压级增压器的相关压力、温度、转速等参数随发动机负荷的变化,同时优化压缩比、级间中冷器,为实际采用两级增压系统提供理论依据及参考数据。     

分体式涡轮增压对船舶柴油机工作特性影响的数值模拟

为提升传统废气涡轮增压柴油机低负荷工况性能及瞬态响应特性,以某船舶推进柴油机为研究对象,建立并试验校准其一维数值仿真模型.提出了以系统综合油耗量最优为目标的分体式涡轮增压器运行策略确定方法,对比分析了采用分体式涡轮增压后柴油机各主要性能及排放参数的变化.结果表明:以柴油机各限值参数为约束,采用离散网格法可有效确定柴油机...     

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。     

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.     

重型柴油机二级增压系统匹配仿真研究

为了降低重型柴油机的燃油消耗率,采用GT-POWER软件建立仿真模型,在一台单级可变截面涡轮增压器（variable geometry turbocharger, VGT）柴油机上开展了二级增压匹配与增压系统参数优化工作。仿真结果表明,所提出的二级增压系统在匹配点能够以最高效率运行,在全工况都能提供足够的进气流量;完全关闭低压级废气旁通阀,正交优化高压级废气旁通阀开度和米勒循环度,能够进一步降低二级增压发动机的燃油消耗率;降低级间中冷温度能够降低泵气损失,提高增压压力,温度由100℃降至50℃在标定点能够使燃油消耗率降低约3 g/（kW·h）。对二级增压及参数优化工作的燃油消耗率改善效果进行了试验验证,低速工况燃油消耗率整体有所下降,高效点燃油消耗率下降4.1%。     

增压柴油机排气系统结构参数的仿真优化

运用GT—POWER软件建立了增压柴油机工作过程仿真模型,深入研究了排气系统结构参数（包括排气管直径、长度、截面变化）对柴油机性能的影响。并基于优化理论,以有效功率为优化目标,分别在标定工况和最大扭矩工况对排气管路结构参数进行了优化计算,为排气管的进一步优化设计提供了依据。     

增压多缸柴油机各缸进气不均匀性的研究

在某增压8缸柴油机性能试验和多个气缸压力测量的基础上,利用试验数据对该柴油机的一维性能仿真计算模型进行了标定和校核,计算和分析了不同试验工况下柴油机各缸进气流量的不均匀性。结果表明:在相同转速的情况下,各气缸进气量的大小对比关系不随负荷的变化而变化,随着负荷的增加,各缸的平均进气流量增加,各缸的进气不均匀度增加;不同转速时,各气缸进气量的大小对比关系有所变化,进气不均匀度也不相同。     

高海拔可调两级增压柴油机油气协同控制研究

以某Ⅴ型6缸柴油机为研究对象,采用GT-Power软件开展高海拔可调两级涡轮增压柴油机油气协同控制研究。仿真模型的进气模块选用可调两级涡轮增压系统,燃烧模块的标定采用柴油机在低过量空气系数下的试验数据进行。采用该标定后的仿真模型开展了不同过量空气系数和喷油量工况下柴油机高原性能仿真计算。结果表明:在海拔4 500 m,且满足最高燃烧压力和排温限制的条件下,采用可调两级增压并结合油气协同控制,柴油机扭矩和功率可达到100%恢复;研究同时获得了最大扭矩和最大功率恢复的油气协同控制方法。     

车用增压柴油机瞬态性能及排放模拟

为使柴油机排放能够满足越来直工严格的排放法规要求,不仅要研究稳态工况下的排放性能,同时要研究瞬态工况下的排放性能。由于汽车在行驶中工况变化频繁,其排放问题相对稳态工况而言更为严重。作者建立了一个增压柴油机气缸内燃烧的准维模型,将其与增压柴油机瞬态工作过程模型相结合,用来预测增压柴油机瞬态工况下的综合性能及排放变化规律,根据所建模型编制了模块化的鬃态性能模拟程序,通过计算,表明此程序有较好的预测能力,并且有较强的通用性,易于扩充,修改和继承。     

Lubricating oil effects on the transient performance of a turbocharged diesel engine

The modeling of transient turbocharged diesel engine operation appeared in the early seventies and continues to be in the focal point of research, due to the importance of transient response in the everyday operating conditions of engines. The majority of research has focused so far on issues concerning thermodynamic modeling, as these directly affect performance and pollutants' emissions. On the other hand, issues concerning the dynamics of transient operation are usually over-simplified, possibly for the sake of speeding up program execution time. In the present work, an experimentally validated transient diesel engine simulation code is used to study and evaluate the importance of the lubricating oil properties (oil-type, viscosity, temperature) on the transient response of a turbocharged diesel engine. It is revealed how the lubricating oil affects mechanical friction and hence, the speed response as well as the other interesting parameters, e.g. fuel pump rack position or turbocharger operating point for load-change schedules typical in the European Transient Cycles for heavy-duty engines. Particularly under low ambient conditions, the high oil viscosity is responsible for a significant increase in the respective frictional losses worsening the engine transient response.     

Prediction of marine diesel engine performance under fault conditions

The diesel engine, due to its superior efficiency when compared to other thermal engines, is widely used for propulsion of marine vessels. Since in such applications the power concentration is critical, most marine diesel engines are of the turbocharged type. Turbocharging has a serious effect on engine performance due to the interaction between the turbocharger and the engine. This interaction makes the detection of engine faults extremely difficult since a specific fault affects the turbocharger and through it the engine. For this reason various methods have been proposed for the detection of engine faults. The present author has in the past presented a method for marine diesel diagnosis by processing measured engine data using a simulation model. In the present work a completely different approach is followed; an attempt is made to use a simulation model to predict marine diesel engine performance under various fault conditions. The method is applied to a newly built vessel powered by a slow speed two stroke marine diesel engine. Using the engine shop trial data obtained under propeller law the simulation model constants are determined, using an automatic method that has been developed. The comparison of results obtained with the data from the official shop trials confirms the accuracy of the model and its ability to predict almost all operating parameters of the engine. The model is then used to produce results by simulating various engine faults or faults of its subsystems. From this analysis their impact on various measurable engine parameters is determined. It is interesting to see that in the case of turbocharged engines some faults have a different effect when compared to naturally aspirated ones. Also, it is revealed that without the use of modeling in many cases it is relatively difficult to determine the actual cause for an engine malfunction, since the observed effects on engine performance are similar. The proposed method is promising and assists the engineer to understand the actual effect of various faults on engine performance. Also it can be used as a training tool since it is easy to simulate various engine faults, a procedure which is extremely difficult, if not impossible, to perform on the field.     

二级增压重型柴油机排放和燃烧特性的试验研究

在一台电控高压共轨柴油机上进行二级增压优化匹配,并以单级增压作为对比基准,分析了不同工况下二级增压柴油机的性能、排放与燃烧特性,研究了进气温度对其的影响。试验结果表明:相对单级增压,柴油机二级增压后低速外特性扭矩达到1 170N.m,烟度与燃油经济性改善幅度分别为99.3%和13.4%;二级增压能够提高EGR的引入能力,减小进气节流损失,并可显著改善中低转速、高负荷时NOx与烟度和燃油消耗率之间的平衡关系;在压气机特性图中二级增压柴油机的运行线远离喘振边界线;在各个工况下,进气温度升高使NOx比排放快速增加,导致柴油机NOx与烟度之间的平衡关系变差。     

大气环境对增压柴油机缸内燃烧特性的影响

在试验校准的基于GT-POWER的平原环境柴油机工作过程模型基础上,模拟大气环境对增压柴油机输出性能和燃烧特性的影响.计算结果表明:海拔高度从0～4000 m,在外特性工况下,柴油机功率最大下降14%,油耗增加近10%,排气温度最大升高100 ℃,后燃严重;4000 m海拔和0 m相比,缸内燃烧放热率重心最大拖后7℃A...     

柴油机瞬态工况烟度排放特性及分析

为了研究车用柴油机瞬态工况中,燃烧边界条件对燃烧过程的影响,在试验台上针对增压中冷柴油机在恒转速增转矩瞬态工况下的烟度排放特性进行了试验,并用商业计算软件STAR-CD对此瞬态工况下柴油机的燃烧过程进行了数值模拟分析。针对增压柴油机低转速大负荷排烟较差的特点,试验中发动机转速定为1000r／min,以3种不同的转矩变化率来考察柴油机瞬态工况下的排烟特性。结果表明,柴油机瞬态工况下和稳态工况下的燃烧边界条件有很大的差别,这种差别导致了柴油机瞬态工况下的烟度排放值要明显高于其相应的稳态工况。计算结果表明,随着转矩变化率的升高,最大初始放热率升高及燃烧持续期延长,这些差异同样导致排气烟度值增加。     

SOFIM柴油机气波增压研究

将SOFIM涡轮增压中冷柴油机改造成气波增压中冷柴油机。匹配气波增压器的柴油机需重新设计进、排气管，根据气波增压的要求，采用进气均匀性更好、总管容积更大的进气管及中央出口渐扩式排气管，采用变频电机优化增压器转子与曲轴间的传动速比，使得在整个发动机工况内均能实现较高的增压比。试验结果表明，气波增压柴油机的动力性和排放性能在低转速下优于原机，在中高转速下比原机差，通过设计容量更大的进、排气管及进一步优化速比可改善气波增压柴油机在高工况下的性能。