电动增压器对废气涡轮增压器影响的试验研究

利用交流电动增压器串联于增压中冷公交车增压气路中消除加速烟度。利用电动增压器可瞬间增大增压柴油机自由加速时进入柴油机缸内的新鲜空气,同时增大废气涡轮增压器的角加速度,提高其动态响应,改善柴油机的低速性能。通过不同压气机型号电动增压器流量特性与工作电流特性试验以及道路试验的试验数据,证明增大电动增压器压气机叶轮直径可增大进气流量,更大幅度地提高废气涡轮增压器的动态响应。引入压气机特性参数数学表达式,分析电动增压器辅助增压时,对废气涡轮增压器的影响以及对其动态响应的影响。电动增压器可增大柴油机自由加速时废气涡轮增压器的角加速度,且电动增压器的质量流量越大,角加速度增大越明显。而质量流量越大,电动增压器消耗的功率越大。利用压气机叶轮直径为90 mm的电动增压器可将原机自由加速烟度降低54%左右。     

电动增压器减少柴油机加速烟度的试验

柴油机在突然加速或加载过程中,进入气缸中的空气量跟不上加油量的变化速率,使瞬态过量空气系数以及混合气形成质量下降,导致燃烧不良,排放烟度恶化.通过在原进气管并联一电动增压器,改变发动机由自然进气为电动增压进气,从而增加加速时的进气量.试验结果表明,按照车用柴油机加速工况,选择恒转矩加速和恒转速加载两种瞬态工况在台架上进行进气增压试验,电动增压器在两种加速工况能够实现快速补气,改善柴油机燃烧质量,降低排放烟度,并提高其动力性,尤其在低转速和大转矩工况下效果明显.     

单向阀对双增压气路中气体流向影响的分析与研究

搭建由双电动增压器与单向阀组成的试验台架并模拟研究单向阀对双增压气路中气体流向的影响规律,以提高电动增压器的补气效率,从而增大公交车柴油机工况突变时的进气量,改善瞬态烟度。通过向两个电动增压器设定不同的转速,分别模拟公交车柴油机的废气涡轮增压器和附加用于急加速补气的电动增压器,研究并分析在气路上设置单向阀前后对双增压气路中气体流向的影响。试验结果表明,电动增压器的流量大于废气涡轮增压器的流量时,出口总流量在无单向阀时大致等于废气涡轮增压器提供的流量,增加电动增压器的流量不会改变出口总流量,电动增压器补气效率低,柴油机的进气量未得到改善。有单向阀时,出口总流量随电动增压器流量增加而增大,电动增压器补气效率高,柴油机的进气量增大;电动增压器的流量小于废气涡轮增压器的流量时,电动增压器与单向阀不影响出口总流量,出口总流量与有旁通气路无单向阀时相同,即电动增压器不工作时不影响原机的进气量。     

机械增压技术试验研究

中重型柴油机普遍采用涡轮增压来改善性能,但柴油机低速时涡轮增压器效率低,影响柴油机动力性和经济性。通过在涡轮增压柴油机基础上引入机械增压器,采用并联和串联不同的布置方式分析采用不同方式的机械增压对发动机稳态性能、瞬态性能的影响。结论是通过机械增压器的引入,可以明显改善发动机低速扭矩和瞬态响应,低负荷下整体油耗恶化,随负荷升高,油耗逐步改善。     

对叉车用涡轮增压柴油机的技术要求及其降温措施

1.技术要求(1)中等转速时增压效率最高叉车用涡轮增压柴油机使用工况多为中等转速,经增压器增压后,柴油机产生的最大扭矩应位于中速段,以利于叉车在大负荷下迅速起步和提速。当柴油机达到额定转速的60%时,增压器应达到增压效率最高值。     

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。     

LP⁃EGR和电增压协同技术对汽油机性能的影响

在一款采用废气涡轮增压的直喷汽油机上,进行了电动增压器和低压废气再循环(Low pressure exhaust gas recirculation, LP-EGR)技术组合对发动机经济性、NO_x排放特性以及动力性、EGR率瞬态响应特性影响的试验研究。结果表明:电增压工作时,低速外特性EGR率可达到25%,使得1 250～2 000 r/min外特性的燃烧相位提前,油耗相对于电增压不工作时下降8.5%～10%,同时NO_x排放显著降低;而在部分负荷工况下,电增压的泵吸作用使得最大EGR率大于30%,取得了油耗和NO_x排放同时改善的综合效果,且最高油耗下降率可达10.8%;此外电增压工作时,1 500 r/min下负荷从0.2 MPa增大到1.5 MPa的瞬态响应时间缩短2/3;当发动机定转速加大负荷运行时,电增压工作时进气歧管目标EGR率的建立时间可缩短1.3 s,有效优化了发动机加速过程的运转控制参数。     

汽车发动机电动增压技术研究

首先基于文献调研的基础上,对电动增压技术的研究目的、分类、结构布置、和发展现状进行了综述和分析。然后,主要针对电驱动压气机增压应用技术,分析了电动增压器的安装位置及其影响,并对其电源和电机的选型及影响进行了分析。最后,为了提高增压压力的响应速度并同时保证系统的稳定性,提出了一个前馈和反馈相结合的闭环控制策略,并基于所建立的GT-POWER和Matlab/Simulink联合仿真平台,验证了该控制策略的有效性,仿真结果显示系统的瞬态响应性能显著提高,稳态误差也保持在一个合理范围内。     

流线隧道式涡轮增压器转子动力学特性分析

为研究流线隧道式涡轮对涡轮增压器转子动力学特性的影响,将某型号车用涡轮增压器叶片式涡轮替换为流线隧道式涡轮,建立了密封流体激振、叶尖间隙激振和隧道涡轮轮缘间隙激振耦合条件下的转子系统模型,计算分析了涡轮材料和轮缘间隙对转子临界转速、稳态响应以及瞬态响应的影响。结果表明,K418高温合金隧道涡轮转子一阶临界转速大幅降低,稳态响应稳定性较好,但瞬态响应振动剧烈、失稳,表明隧道涡轮采用K418高温合金需要调整结构设计;SiC陶瓷隧道涡轮转子一阶临界转速下降、稳态响应振幅增加,但对转子稳定性影响不大,二阶临界转速有微小增加,稳态响应振幅下降,瞬态响应稳定性较佳。     

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.     

Design and characteristics of electric supercharger for diesel engine acceleration by additional rapid air injection

The ES (electric supercharger) driven by a high-speed brushless motor was developed to solve the problem of smoke caused by the turbocharger’s sluggish response during acceleration. Its rotation speed was from 6 000 r/min to 24 000 r/min, and the maximum flux was 0.1 kg/s. The structural design of the electric supercharger is novel, which makes it easier to set the lubricating installation and to assemble. The velocity distribution at the outlet of the electric supercharger is determined by hot-wire anemometry under various rotation speeds in steady state. Furthermore, the trends of the flux and charge rate with various speeds were analyzed. In addition, the transient response was detected from the motor setup to smooth running within 10 s, 15 s, 20 s and 25 s respectively, and the characteristic of the transient flux is under pilot study. Research results indicate that the electric supercharger can respond rapidly with the great flux, and it is independent of the operating conditions of a diesel engine. Therefore, it is a feasible way to reduce smoke emission and improve the acceleration performance. __________ Translated from Chinese Journal of Mechanical Engineering, 2006, 42(6) (in Chinese)     

A study on the engine downsizing using mechanical supercharger

One means of fulfilling CO₂ emission legislation is to downsize engines by boosting their power using turbochargers or mechanical superchargers. This reduces fuel consumption by decreasing the engine displacement. When a turbocharger, which is preferable to a mechanical supercharger in terms of fuel efficiency, is used, there is insufficient availability of exhaust gas energy at low engine speeds, resulting in an unfavorable engine response. Therefore, mechanically driven superchargers have increased in popularity due to their quick response to changing speeds in the transient phase. However, since a mechanical supercharger obtains its driving power from the engine, it is difficult to decrease its fuel consumption. This remains a large negative factor for superchargers, despite their excellent dynamic performance. This study aims to develop a power control concept to improve the fuel economy of a mechanical screw supercharger, which could then be used for engine downsizing.     

纳米WS2车用机油添加剂在柴油发动机中的应用效果研究

通过柴油发动机台架实验和行车实验,分析了不同工况下自制纳米WS2车用机油添加剂在柴油发动机中的应用效果。结果表明,在FC2000柴油发动机台架上应用时,纳米WS2车用机油添加剂在不同转速和不同负载下均能在一定程度上降低发动机油耗率,减少发动机尾气中NOx含量和颗粒物含量,并且当发动机转速为1 700r/min,负载为70N.m时,节油率最高为9.95%,颗粒物减排率最高为49.3%,而当发动机处于低速、高速、低载和高载等工况时,NOx减排率较高,最高达到36%;在柴油机大客车上应用时,纳米WS2车用机油添加剂使其耗油量下降约14.4%,并能在一定程度上降低发动机的运行噪声,使发动机的有害气体(NOx)排放减少34.8%～51%。综合表明纳米WS2车用机油添加剂具有良好的节能减排效果。     

电动汽车异步电动机矢量控制系统仿真

本文在以转子磁场定向的电动汽车用异步电动机矢量控制的基础上，建立了带转矩内环的转速、转子磁链闭环矢量控制系统。并且用Matlab／Simulink建立了整个系统的模型。仿真结果表明控制系统具有良好的性能。     

变量型阀配流柱塞式液压电机泵的研制

研制了一种双斜盘阀配流轴向柱塞式液压电机泵的样机,并阐述了一种依靠改变左右斜盘相对位置角度关系来实现液压泵排量改变的变量方式。研究表明：样机技术指标达到了额定压力20 MPa,输出流量298 mL/min,容积效率达到96%,并验证了新变量方式的可行性和具有余弦规律的变量特性。实验也证明了适当增大吸入阀弹簧预压紧力以抵消配流阀旋转时所受的离心力,与在吸入阀的前腔设计简易的离心增压装置以利用液体离心力等方式是可行的,不仅使得泵在中速（750~1200 r/min）时可保持较好的排量,而且在高速(1200~1500 r/min)时排量降低不显著。     

液流悬浮超光滑加工中流体动压力对加工效果的影响

建立了基于数控装备的液流悬浮超光滑加工系统,研制了可控制加工压力的柔顺加工装置。应用流体动压理论分析了液流悬浮超光滑加工过程中的流体动压力分布规律,研究了工具转速和加工间隙对流体动压力的影响规律,并通过实验得到了加工间隙和流体动压力对加工效果的影响规律。结果表明,随着工具转速的提高,流体动压力逐步增大,在工具转速为6000 r/min 左右时流体动压力达到最大值,然后又逐渐减小。随着加工间隙的增大,流体动压力逐步降低,并最终趋于稳定。加工间隙在5-40 µm时,加工效果比较明显。在工具转速为6000 r/min 左右、加工间隙在10 µm附近时,流体动压力增强为5N左右,加工效果最佳。     

高性能模糊直接转矩控制

应用于直接转矩控制中的模糊控制器 ,对不同的转矩误差采用不同的控制电压 ,可以有效提高转矩的响应速度 ,减小稳态误差。提出一种模糊控制定子磁链角转化方法 ,在保持系统优良性能的前提下 ,可大大减少模糊规则数量 ,提高系统响应速度。为有效减小低速时定子电阻变化引起的磁链观测误差 ,同时设计了一个模糊电阻观测器。实验结果表明所提方案正确、有效     

基于FBG的磁力轴承气隙磁通密度动态测量及分析

在磁力轴承转子3种转速（1080r／min、1320r／min和1500r／min）以及6种线圈电流（0．5A、1A、1．5A、2．0A、2．5A和2．95A）的条件下,通过光纤布喇格光栅传感装置对磁力轴承定子与转子之间的气隙磁通密度进行了动态测量,并对测量结果进行了FFT分析,测量结果与有限元计算结果达到一定的一致性...