六缸柴油机停缸技术性能规律仿真研究

基于一款六缸重型柴油机,利用GT-Power软件研究了稳态工况下停缸对发动机性能的影响。首先对比不同停缸模式对发动机性能的影响,其中,不同停缸位置以及停止缸缸内初始状态对发动机性能影响不明显;而气缸的停止方式影响最大,相比断油停缸方式,断油、断气停缸方式油耗更低,排气温度更高。其次基于发动机可靠性限制,总结了不同停缸数量的动力性、经济性规律,随着停缸数量增多,发动机能够输出的最大动力逐渐减小,排气温度逐渐升高,油耗率优势区域会逐渐向低负荷偏移。综合以上分析,得出了该发动机应用停缸技术的开发边界。     

基于AVL-BOOST软件的天然气发动机配气系统优化设计

针对由12缸柴油机改进的天然气发动机排气温度较高的问题,基于AVL-BOOST软件建立天然气发动机整机模型,对进排气门配气相位进行研究,提出一种优化配气相位的方案。仿真实验表明,与原方法相比,该方案降低发动机排气温度20℃,稳定了发动机的动力性能,达到预期效果。     

柴油机停缸技术试验研究

在一台6缸高压共轨柴油机上研究了不同的停缸方案对倒拖功率、油耗和排放等性能指标的影响。研究结果表明:停缸技术能有效的改善小负荷的油耗率,负荷率越小停缸改善油耗的幅度越大;停缸技术能较大幅度改善发动机的NOx等废气污染物的排放;停缸技术能显著提升SCR催化器的入口温度。     

浅谈停缸技术对柴油机燃油经济性和排放的影响

对于某一款型四缸柴油机进行模型构建,在确立该模型构建合理的情况下,对于该模型停一缸状态、停进油缸且排气门正常开闭状态、停进油缸且排气门全关状态下的整机燃油的经济情况进行记录并予以对比研究。     

发动机异响和自动熄火的原因

（1）发动机异响 1台日野6缸电喷发动机怠速运转时有金属敲击声,且随着发动机转速的提高,其敲击频率与响声逐渐加大。用手触摸气门室盖,感觉响声在气门室部位。分析认为,当I缸活塞到达压缩冲程上止点时,I缸和VI缸活塞都处于上止点,此时VI缸排气门关闭。     

两缸增压中冷柴油机排气压力波动与影响因素研究

两缸柴油机采用360°CA发火间隔角,在工作周期中会出现进气和排气空档角,导致进排气压力波动较大,引起充量系数和涡轮效率的下降。针对某两缸增压中冷柴油机较大的排气压力波动问题,建立了两缸柴油机整机一维模型与排气歧管三维模型,应用一维与三维耦合模拟计算的方法,对发动机在不同转速下一个工作循环的排气管内的气体流动特性、波动规律及排气压力波动的影响因素进行了分析。研究结果表明:在全负荷工况下,发动机转速从1 000~2 200 r/min时,排气压力波动强度由1.82增加到3.56,涡轮效率波动强度由0.12减小到0.02;转速从2 200~4 000 r/min时,排气压力波动强度由3.56减小到1.52,涡轮效率波动强度趋于稳定状态为0.02;排气总管的长度与直径、排气提前角对低转速涡轮效率有显著影响。     

增压发动机排气门烧蚀实验分析及改进

某三缸发动机在耐久性试验和热负荷试验后,拆检发现排气门存在黑色斑点的腐蚀和烧蚀现象。为此,本文通过AVL FIRE软件对气缸套进行改进优化,旨在降低排气温度。结果表明:优化后的气缸套使排气温度在中高转速工况下降低了80-100摄氏度;对优化后的气缸套进行耐久性试验,拆机检测发现,排气门底面完好无损,成功解决了排气门的腐蚀和烧蚀问题。     

汽油机停缸扭振特性分析

为了研究4缸直列汽油机停缸工作的曲轴轴系扭振特性,采用多体动力学软件AVL-EXCITE Designer建立曲轴系统模型,并通过实验数据校核了模型。开展了20%~40%负荷下不同停缸方案的曲轴扭振特性仿真研究。结果表明:停缸后曲轴系统扭转角位移显著增加,角位移以低阶滚振为主;对于4缸直列汽油机而言,曲轴两端两缸停缸方案的扭振特性优于中间两缸停缸方案。     

某四缸自然吸气发动机改三缸增压发动机的水套优化

介绍了某四缸自然吸气发动机改三缸增压发动机的水套优化过程。经过CFD模拟分析,并优化气缸垫水孔布置,得到了优化方案的速度场分布。与优化前比较,排气侧、火花塞孔周围以及缸体水套下部的水流速度有明显提高,适应了三缸增压发动机的高功率带来的冷却加强的要求。     

GDI发动机排气系统性能优化分析

基于发动机模拟仿真软件GT-Power,建立四缸GDI发动机排气系统的仿真模型。通过改变排气道、排气总管、排气歧管等结构的长度、直径等参数并经软件计算,得出发动机在不同排气系统参数下的缸内压力、放热率、尾气排放以及燃油消耗率等,对比分析不同工况下排气系统的结构参数变化对GDI发动机性能的影响。结果表明:选择排气总管直径和长度分别为75、160 mm,排气歧管长度和直径分别为185、44 mm,排气道长度和直径分别为75、49 mm时,发动机的性能最佳。     

A study on characteristics and control strategies of cold start operation for improvement of harmful exhaust emissions in SI engines

Emission regulations for automobiles have become more stringent and the improvement of emission during cold start has been a major key issue to meet these regulations. Among many kinds of factors that affect cold start operation, ignition timing is crucial to improve emission characteristics due to the influence on exhaust gas temperature. Recent progress in variable valve timing allows optimized valve event strategies under various ranges of engine operating conditions including cold start. This study investigates effects of ignition and exhaust valve timing on exhaust gas temperature, combustion stability and emission characteristics through cold start bench tests of an SI engine. Experimental results show that exhaust valve timings and ignition timings significantly affect exhaust gas temperature and stability of engine operation under cold start condition. Exhaust valve timing also affects CO and NO_x emission due to changes in residual gas fraction of the combustion chamber. Ignition timing mainly affects exhaust gas temperature and HC emission. A control strategy, advanced exhaust valve timing and retarded ignition, is plausible in order to achieve reduction of exhaust emission while maintaining stability under cold start operation of SI engines.     

基于响应曲面法的煤油发动机气门正时优化

利用基于仿真的响应曲面优化方法,对改型的煤油活塞发动机气门正时多目标优化问题进行了研究。建立了发动机性能仿真模型,以进气/排气正时、点火提前角为优化变量,以提高有效功率和降低燃油消耗率为设计目标进行了响应曲面优化。分析结果表明：相对于原汽油机,改型的煤油机进气门开启时刻要推迟,排气门关闭时刻要迟后,并且要提前一定的点火提前角,以得到最佳的发动机性能;同时,应用响应曲面法可以提升仿真优化的效率。     

油气井自动排气阀与气体净化装置的设计与分析

分析了石油开采过程中油气井下原油中分离气体的过程及其对大气环境的影响。介绍了油气井自动排气阀与气体净化装置的结构特点、工作原理和使用性能。     

二冲程摩托车节油降污的研究

通过在化油器与曲轴箱之间加装进气谐振器,利用排气波动效应,调整排气管各部尺寸与发动机配气定时的恰当配合并在活塞裙部开排气回流孔,将逃逸混合气重新引入缸内燃烧,使二冲程摩托车的经济性和排放同时得以改善。另外,通过利用排气口负压,由单向阀自动二次补气,并加装催化器使其排放进一步降低。     

进排气压力损失耦合作用下的船用燃气轮机性能研究

基于不同的燃气轮机运行工况,获得进排气系统的压力损失变化规律。运用容积惯性法建立了三轴燃气轮机动态仿真模型,考虑船用燃气轮机进排气压力损失作用,对燃气轮机的性能进行仿真研究。数值实验结果表明:随着燃气轮机工况(其值为运行工况功率与额定工况功率之比)的增加,进排气系统的压力损失按近二次方规律增加;燃气轮机的输出功率损失也随工况增加而增大,并呈现非线性特性;热效率同样因进排气压力损失的影响而下降,但在0.8工况左右损失最大,总体也呈现非线性特性。所得结果可为燃气轮机的性能修正、运行管理和优化设计提供参考。     

直喷汽油机可变滚流进气系统实验研究

建立了可变滚流四气门直喷汽油机光学可视化气道实验台,利用粒子图像测速（PIV）系统对不同进气门开度、不同滚流调节阀工作状态下的缸内气流运动规律进行了实验测试研究。实验结果表明,缸内主要是绕气缸轴线垂直方向旋转的滚流运动;滚流阀开启时,缸内左右两侧分别形成逆时针和顺时针方向的两个大尺度滚流;滚流阀关闭时,进气门侧的气流减弱,排气门侧的流速明显增强,缸内出现了较强的单一顺时针方向滚流运动趋势;进气门开度较小时,改变滚流阀状态对缸内进气流动的影响很微弱。      

P-V图和阀片运动图在冰箱压缩机性能评价中的应用

通过建立新的实验平台,准确测量压缩机各腔体内的气体压力和吸排气阀片的升程量,获取真实的P-V图和阀片运动图。对压缩机P-V图和阀片运动图进行同步研究和分析,得到阀片动作与压缩机内部工作过程的耦合关系,从而为压缩机优化提供方法。实验数据表明：在ASHRAE工况下,该款压缩机循环功耗为66.825W,其中排气压力损失功耗占比为4.254%,吸气压力损失功耗占比为1.2%,吸气阀片位移为2.148mm,排气阀片位移为0.825mm。对压缩机吸排气阀片延时现象进行了分析。     

被动预燃室发动机低温冷起动及低负荷试验研究

预燃室射流点火是改善汽油发动机热效率的有效手段,为了研究和改善被动预燃室低温冷起动及低负荷时的燃烧稳定性,设计了不同容积、孔面积、材料、喷孔结构的被动预燃室装置,安装在一台涡轮增压汽油发动机上,进行了低温冷起动试验,以及低速、低负荷燃烧稳定性试验。研究结果表明,被动预燃室容积、孔面积、材料、喷孔结构对低温冷起动性能有显著影响。预燃室容积较小时,预燃室内部淬熄层占预燃室容积的比例大,预燃室内部混合气少。较小的孔径或孔面积减少了预燃室内残余废气的排出。旋转孔使得预燃室内部废气分层,火花塞附近废气比例大。较高的导热率使预燃室冷起动时预燃室散热较快。因此,小容积、小孔径、高导热率材料以及旋转喷孔等均不利于发动机冷起动。优化结构的被动预燃室在-20℃～-8℃的冷起动工况下能实现发动机稳定着火起动。点火角和排气VVT对发动机的燃烧稳定性影响较小。进气VVT对预燃室燃烧稳定性影响较大,进气门开起时刻推迟,着火上止点附近缸内湍动能变强;另一方面实际压缩比变大,主燃烧压入预燃室内部的新鲜混合气比例提高,预燃室点火燃烧稳定性显著改善。     

商用车气压制动系统快放阀优化设计

针对商用车气压制动系统快放阀排气气压延迟问题,对快放阀进行优化设计以降低延迟气压与时间。应用系统仿真软件AMESim对快放阀进行模拟仿真,获得对排气延迟影响较大的变量,利用正交试验法研究了快放阀膜片厚度、排气口流通面积、排气口气隙宽度对快放阀排气延迟的影响。结果表明:最优快放阀结构的排气口气隙宽度为3 mm,膜片厚度为2 mm,下阀口支撑筋面积为70 mm²;通过快放阀结构的参数优化,可有效降低排气延迟气压与时间,压差同比降低约110 kPa,时间缩短0.65 s,同时提升了制动系统的稳定性。     

变频调速冷却系统在螺杆空压机控制中的应用

目前市场上运行的变频螺杆空压机普遍采用温控阀控制和调节排气温度,在该传统结构基础上,基于其运行可靠性和节能降噪角度上,提出变频螺杆空压机配套应用变频调速冷却系统控制排气温度的新思路,综合概述该系统控制原理、技术条件、结构配置等;进而描述方案具体实施细节,从系统参数设置、系统工作流程等方面进行论述,对使用中的重点关键点进行了研究和分析,给出了行之有效的方法;并与传统控制方式进行比较的基础上总结该系统结构的优点,肯定了变频调速冷却系统代替传统温控阀控制排气温度技术可行性和经济性,为变频螺杆空压机供气领域的技术革新,开辟了切实有效的途径.