采用朗肯循环回收汽油机尾气余热的试验

发动机尾气能量占燃料燃烧放热总量的35%,左右,采用朗肯循环系统回收发动机尾气能量是实现汽车发动机节能的有效途径.针对一台2.0,L汽油机,搭建用于回收尾气余热的朗肯循环试验系统,探究了汽油机不同负荷下朗肯循环系统的性能,并得到单阀膨胀机的示功图.结果表明:单阀膨胀机转速和输出功率随汽油机负荷的增加而增大.汽油机在4,000,r/min、90%,负荷工况下,膨胀机转速达到1,640,r/min,输出功率达到3.47,k W,相当于汽油机功率的5.8%,.当汽油机在转速为5,500,r/min、功率为76.6,k W的工况下,膨胀机的最高压力可以达到6.69,MPa,通过测试示功图计算得到的单阀膨胀机的指示功率可以达到5.06,k W.     

深度冷热冲击条件下工程机械用柴油机的可靠性研究

以某型工程机械用柴油机为研究对象,采用深度冷热冲击方法进行了柴油机可靠性试验,测量了零部件磨损情况,考察了柴油机的燃油消耗量、功率、扭矩、活塞漏气量、润滑油消耗等参数的变化规律,分析可靠性试验过程中柴油机最低油耗区的迁移规律。研究结果表明,冷热冲击试验后,柴油机转速为1500r/min时的燃油消耗率上升约5g/k W·h,标定工况点燃油消耗率约上升3g/(k W·h);各工况下柴油机功率和扭矩均有所下降;随着试验时间的延长,各工况下柴油机的活塞漏气量均有所上升,柴油机的润滑油消耗呈先上升再下降,然后逐步缓慢下降的趋势;柴油机的最低油耗区分布在转速1600~2100r/min范围内的中等负荷区域,最低油耗区的覆盖面积缩小。     

车用柴油机节能潜力的能质分析方法与试验研究

在热平衡分析基础上建立了柴油机能质分析的平衡计算模型,并以WD615(162kW)型车用柴油机为对象进行了试验研究,对比分析柴油机工作过程中的能质分布规律和节能潜力。结果表明:在冷却水及排气能量利用之前,柴油机的热平衡规律和有效能利用率一致。在柴油机最大扭矩点(约1 600r/min),系统有效功占总热量的百分比达到最大值,效率、冷却水和排气的可用能比例也达到最大,约有17%的可用能还未得到利用。不可逆燃烧、有限温差传热和摩擦损耗等因素降低了系统能量的能级,减少柴油机系统的损同时梯级利用排气及冷却水能量,是车用柴油机节能的可行手段。分析方法也为柴油机的效率评价提供了一种新的参考方案。     

汽油机与斯特林联合循环系统性能分析

依据2.0DCVVT汽油机全负荷的试验数据,对不同转速下尾气能量的数量及品质进行分析和评价。结合排气温度及可用能特点,建立了斯特林机与汽油机联合循环模型。采用二阶简单分析法对汽油机与斯特林联合循环工作过程进行建模及仿真,分析了汽油机的转速、排气温度,斯特林发动机的转速、压力等参数对斯特林机的回收功率及联合循环输出功率的影响规律。针对汽油机3000r/min,30%、60%、90%负荷工况下进行联合循环试验,得到一定工作压力下斯特林机最佳工作转速,联合循环系统总功率提高了0.210~0.254kW,相当于汽油机功率的0.6%~1.37%,尾气经过回收利用后排气温度大幅度降低,改善了排气情况。     

利用气动发动机排气辅助内燃机增压的混合动力系统仿真研究

为了提升气动-内燃混合动力系统的动力、经济和排放性能,充分利用气动发动机排气能量,提出了一种利用气动发动机排气辅助实现内燃机进气增压的方法。基于热力学理论建立了气动-内燃混合动力系统数学模型,并对模型进行了试验验证。利用建立的模型分析了气动发动机排气压力和流量变化规律,分别计算了混合动力系统在定转速和定进气压力工况下的性能。计算结果表明:在定转速工况下,随着气动发动机进气压力升高,内燃机平均指示压力升高,混合动力系统输出功率增加,总能效率比同条件的非增压系统最大提高了11%;在定进气压力工况下,随着混合动力系统转速升高,受循环进气量的影响,混合动力系统功率呈先增加后减小的趋势,总能效率则不断降低,但相比同条件下非增压系统提高了5%~15%;气动-内燃混合动力系统在中、低速时,采用辅助增压效果较好,可提升系统的动力性及经济性。     

汽油机过渡工况的特点

发动机的转速、负荷及热力状况随时间不断变化的工况称为不稳定工况。不稳定工况在各种发动机中尤其是车用发动机中经常遇到,它的工作状况与稳定工况相比功率、扭矩及比油耗等都有某些下降。最典型的工况有(1)节气门位置不变或改变时汽车加速;(2)减速;(3)转速不变或变化时负荷改变;(4)强制惰速。     

机械工业部命名第四批“节能内燃机产品”名单

┏━━━┳━━━━━━━━┳━━━━━━━━┳━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┳━━━━━━━━━━━━━┳━━━━━━┳━━━━━━━━┳━━━━━━━━━┓┃序 ┃ ┃ 标定功率/ ┃ 燃油消耗率(克/ ┃’马力小时) ┃机油消耗率 ┃ ┃ ┃┃ ┃ ┃ ┣━━━━┳━━━━━━━━┳━━━━━━┻━━━━━┳━━━━━━━┫ ┃ ┃ ┃┃ ┃ 产品型号 ┃ 转速 ┃标定 ┃最大扭矩点 ┃标定转速负荷特性 ┃。螺旋浆特性 ┃(克/马力 ┃ 企业名称 ┃ 备 注 ┃┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃75%标定转 ┃ ┃ ┃ ┃┃ ┃ ┃ ┃ ┣━…     

汽油机过渡工况的特点

发动机的转速、负荷及热力状况随时间不断变化的工况称为不稳定工况。不稳定工况在各种发动机中尤其是车用发动机中经常遇到,它的工作状况与稳定工况相比功率、扭矩及比油耗等都有某些下降。最典型的工况有(1)节气门位置不变或改变时汽车加速;(2)减速;(3)转速不变或变化时负荷改变;(4)强制情速。 1加速时节气门有一最佳开启速度在绝大多数情况下加速是通过开大节气门达到的。加速工况与稳定工况不同,若是打开     

增压6缸柴油机排气压力波变化规律的试验研究

针对某增压6缸柴油机进行了不同负荷特性下的排气压力波测量,分析了不同负荷特性下排气压力波的变化规律.试验结果表明:对于增压6缸柴油机,当配气相位相同时,在不同的负荷特性下,排气压力波平均值的变化规律是相同的,排气压力波平均值随着扭矩的增加而增大;不同转速下相同扭矩测试点的排气压力波平均值进行横向对比时以及在外特性上,排气压力波平均值随着转速的增加而增高.在不同的负荷特性下,排气压力波强度的变化规律是相同的,排气压力波强度随着扭矩的增加而增高;不同转速下相同扭矩测试点的排气压力渡强度进行横向对比时,排气压力波强度随着转速的增加而增高,但是在外特性上,随着转速的增加,排气压力波强度先增加后减小.     

大功率柴油机缸内传热与热负荷分析研究

在对柴油机缸内燃烧和传热研究的基础上,结合所研究的柴油机缸内高温部件的实际结构,应用GT-POWER软件建立了某型柴油机整机数值仿真模型.通过对标定工况和最大扭矩工况下缸内热流分布以及各高温部件的温度场分析表明:高温燃气与活塞的对流传热量最大,缸套与冷却液的对流传热量远大于缸盖与冷却液的对流传热量;缸套、缸盖、活塞的最高温度在标定工况时均高于最大扭矩工况,进、排气门的最高温度在最大扭矩工况均高于标定工况;在所有缸内高温部件中,排气门头部温度最高,最大扭矩工况时达到813K.     

气门重叠角度对内燃机换气过程的影响规律研究

结合模拟仿真和试验方法,对气门重叠角在某发动机较高转速外特性工况点下对发动机性能的影响规律和作用机制进行了研究。分析可知,排气门晚关角过小将导致进气初期发生倒流且使得排气末期流动损失加剧,而排气门晚关角过大将使排气末期的废气倒流加剧且使得进气初期的进气不畅;进气门早开角过小将使得进气初期的正向流动损失加剧且使得排气末期发生倒流,而进气门早开角过大将使得进气初期发生倒流。研究结果表明:最佳排气门晚关角和进气门早开角的选取原则分别为总排气量最大和进气开启流速为零,根据优化结果指导加工出配气凸轮轴并在发动机台架上进行试验,功率、扭矩等动力性指标提高约2%,充量系数和循环进气量提高约5%,证明了仿真计算方法的准确性和有效性。     

活塞稳态温度与工况关系拟合方案研究

部分负荷工况下的活塞稳态温度是发动机排放的优化计算的重要边界条件。我们对连续工况下活塞稳态温度进行测量,综合分析测试数据,用二次多项式对活塞温度与转速和扭矩的关系进行拟合,计算了中间工况下活塞温度,并就工况选取方案进行研究。结果表明,活塞温度分别随转速与扭矩的增加而呈现明显的增加趋势;二次多项式拟合方法能有效地获得中间工况下的活塞稳态温度,满足大多数工况下的工程计算精度要求,可用于预测未知工况下的活塞稳态温度,也为缸内三维燃烧和排放的活塞侧边界条件的获取提供了有力的支持。选取八个工况点进行拟合最优,拟合工况点应均匀分散,且包含转速与扭矩分别取极限值的四个工况。     

某天然气发动机冷热冲击试验分析

天然气发动机热负荷较高,其零部件在机械应力、热应力及交变应力复合作用下失效风险较大,如缸盖的热疲劳、缸垫的密封失效、缸体缸套开裂等。通过标定缸盖排气门之间鼻梁区和进气门之间鼻梁区温度确定冷热工况循环时间,对某天然气发动机进行5 000次的冷热冲击循环试验,试验期间发动机未出现明显故障,发动机功率、扭矩、天然气消耗量、排气温度和漏气量等参数基本无变化;试验前后发动机动力性、经济性参数变化较小,发动机通过了此次冷热冲击试验。     

4100QBZ型增压柴油机活塞温度场试验研究及有限元分析

针对4100QBZ型涡轮增压柴油机热负荷高的问题,采用硬度塞测温法实测了4个外特性点工况下活塞头部与侧面共19个特征点的温度,并结合有限元分析方法分析了增压柴油机标定功率工况下活塞三维温度场、热应力场及变形。研究结果表明,4100QBZ型涡轮增压柴油机活塞顶面工作温度随转速的升高而升高,在标定功率工况下活塞表面工作温度最高达368℃;在热负荷作用下,最大Von Mises应力为69.3 MPa,出现在活塞销座与销接触面上方尖角处,最大变形为0.474 mm,出现在活塞头部排气口一侧。     

英国Holset公司关于涡轮增压技术方面可行的新设计理论

<正> 要稳定提高卡车和小型工业柴油机的额定输出功率,很大程度上依赖涡轮增压器增压压力提高,但增压压力是不容易进一步提高的。首先,在增加发动机最大输出功率时,要获得低负荷和低转速下的足够扭矩储备就更加困难,相反还要影响驱动性和排放。其次,一般用在小型发动机涡轮增压器中的单级离心压气机,正接近压力比的极限。这是使用低成本材料、并保持发动机转速变化范围内所要求的气流量所能达到的极限值。位于英格兰Haddeisfield的Holset工程有限公司正在发展涡轮增压器的设计,来克服这两方面的困难。当发动机处于低负荷和低转速时,废气中用于驱动涡轮的能量减少。这时涡轮一般不能提供压气机所需的能量,不能向发动机提供适当的空气。发     

发动机可变长度进气歧管系统的优化设计研究

以发动机进气歧管长度、直径和不同长度的进气歧管切换的发动机转速等为设计变量,以发动机进气系统的充气效率、低速扭矩及其转速、最大扭矩及其转速和最大功率等为优化目标,应用发动机热力学和性能分析商用软件GT-POWER进行多目标优化仿真计算,确定优化设计方案;然后制作快速成型样件,通过试验验证计算结果,从而完成发动机可变进气歧管的优化设计。     

变形对小型Wankel转子发动机端面漏气的影响研究

以计算得到理想状态下的缸内压力、温度、传热系数为初始边界条件,用有限元方法计算发动机温度场,用试验测得的温度场校核计算的准确性,然后将温度场结果作为已知条件计算变形,得到漏气面积并计算端面漏气初值。用漏气后转子发动机状态更新计算边界条件,进行循环计算,最终得到端面漏气量。之后,用此方法研究了转速对端面漏气量的影响,得出如下结论:发生变形后,转子与端盖之间的漏气面积在曲轴转角约630°时达到最大值,最大漏气面积随转速的增加呈拟线性下降趋势;漏气率在上止点附近达到最大值,在上止点附近端面漏气量约占端面总漏气量的50%。漏气率随发动机转速的增加逐渐减小,最大漏气率所对应的曲轴转角随转速的增加而减小。     

高原环境下生物柴油对压燃式发动机性能与排放特性的影响

在高原发动机大气模拟试验台架上,深入研究生物柴油和大气压力对不同型式压燃式发动机性能与排放特性的影响规律与作用机理。研究结果表明:随着大气压力下降,自然吸气柴油机的最大扭矩和有效热效率下降幅度逐渐加剧,其最大扭矩输出随生物柴油掺混比增大先升后降;而涡轮增压柴油机最大扭矩随生物柴油掺混比的增加一直呈线性下降。对于自然吸气柴油机,随大气压力降低,与纯柴油(B0)相比,纯生物柴油(B100)在中高转速全负荷工况时的烟度显著降低。对于涡轮增压柴油机,B100外特性的不透光度相对B0降低幅度随转速增加逐渐减弱,表现出与自然吸气柴油机相反的变化趋势;对于高压共轨柴油机,在低转速全负荷时,B100与B0的功率输出与实测油耗基本相当,B100的有效热效率高于B0。随着发动机转速增加,与纯柴油(B0)相比,B100外特性功率输出逐渐降低,实测油耗升高,有效热效率与B0逐渐接近;不同生物柴油的理化特性对共轨柴油机性能的综合影响差异较小。在相同功率(或扭矩)时,不同生物柴油的燃烧特性和NOx排放特性基本相当;对于碳烟排放,地沟油最高,橡胶籽次之,小桐子最低。     

用Yamaha动力阀系统改善二冲程发动机性能

排气相位对于二冲程发动机的性能有很大影响。如果排气相位能够随发动机转速变化,就可以在大范围内改善其性能。Yamaha动力阀系统(YPVS)是用一个在排气道内的阀门来增加发动机功率,虽然该阀门在排气道内承受极高的热负荷,它可根据发动机转速变化改变排气相位。本文论述Yamaha动力阀系统的结构及其工作原理,以及它在增加发动机功率方面的作用。为了阐明为什么可以增加发动机功率,也对一系列给气比和给气效率试验和测量进行了讨论。     

增压中冷柴油机活塞温度场试验研究

为了解4100QBZL型废气涡轮增压中冷柴油机热负荷问题,实测了最大扭矩工况点和标定功率工况点下活塞顶面21个特征点,燃烧室5个特征点,火力岸、环岸和群部10个特征点的温度,并应用Matlab软件对活塞顶部测点的温度值计算模拟得到了活塞顶部的温度场分布和等温线图。结果表明,增压中冷柴油机活塞顶部不同位置的温度分布差异较大,排气侧和燃烧室喉口处温度较高,离燃烧室中心越远其温度越低。