4102ZQ增压柴油机性能模拟计算

采用性能预测软件对4102ZQ增压柴油机的性能进行了研究.通过计算,对影响柴油机性能指标的主要参数进行对比分析,提出了压缩比、供油提前角、排气相位以及排气系统等参数的最佳取值范围,为柴油机改进设计和试验研究提供理论依据和研究方向.     

两级涡轮增压对轻型柴油机性能影响的试验研究

在某轻型柴油机上设计了两级涡轮增压系统,进行了匹配两级涡轮增压的试验研究。研究结果表明,在较低转速高负荷工况,废气全部流经高压级增压器可以改善经济性,在较低转速低负荷工况,将进气旁通阀和废气旁通阀全开能够减小排气背压和进气节流损失,降低比油耗;在较高转速,进气旁通阀和废气旁通阀全开的经济性更好。经济性优化情况下,两级增压相对原机单级增压可以明显降低低速段和高速段的比油耗,外特性低速段的比油耗最大降幅达到21 g/（kW.h）,标定转速也降低了10.5g/（kW.h）,发动机的万有特性经济运行区明显变宽。     

两级增压对船用柴油机性能影响的试验

以国产6CS21型发电用柴油机为对象,研究了两级增压技术对船用柴油机性能的影响.结果表明:两级增压技术的应用可以显著提高柴油机功率密度,采用可变气门正时(VVT)技术可以解决强米勒技术应用下柴油机在低负荷时过量空气系数不足的问题,共轨压力的提高有利于降低两级增压柴油机烟度排放.与单级增压柴油机相比,两级增压柴油机功率可提高13.6%,加权燃油消耗率降低了11.6 g/(kW·h),柴油机排气温度在全负荷下平均降低23℃,标定负荷压比可达7.15,加权NO_x排放比原机降低了11.8%,可同时满足IMO TierⅡ和内河近海中国第Ⅰ阶段排放法规要求.     

重型柴油机两级涡轮增压技术研究和探讨

两级涡轮增压技术能够显著提高柴油机的升功率,改善柴油机低速扭矩,降低排放和油耗,因此我们特从两级涡轮增压技术的原理、结构、特点和优势等几个方面展开了分析、研究和探讨,举例说明了国内外在两级涡轮增压技术方面的应用,并结合增压器开发实践指出了两级涡轮增压技术开发的过程和步骤。     

米勒循环结合EGR的可调两级增压柴油机性能研究

将米勒循环和EGR技术相结合,研究二者综合使用降低NO_x排放的同时保持燃油经济性的潜力。开展了不同米勒正时结合低压和跨级EGR系统的负荷特性及推进特性工况试验,得到了推进特性和发电特性在NO_x排放满足IMO Tier Ⅲ要求下的最佳经济性控制策略。并进一步研究了针对万有特性的综合减排措施控制策略及效果。     

增压柴油机实现废气再循环（EGR）系统的模拟计算研究

研究了涡轮增压柴油机使用废气再循环（EGR）面临如何在高负荷时以较低的成本和副作用获得降低NOx排放所要求的再循环废气量,提出了利用进排气压力波动实现涡轮增压柴油机废气再循环的单向阀、旋转阀和EGR短管3种EGR系统。模拟计算结构表明,采用上述3种EGR系统在高负荷甚至全负荷时,都可获得较大的EGR量。     

可调两级增压系统的动态性能研究

以一款6缸增压发动机为对象,对可调两级增压系统在推进特性下变工况的动态性能进行研究。利用GT模型耦合优化算法,对两级增压系统的匹配方案和调节规律进行优化;通过推进特性下动态性能的分析,确定了旁通阀的动态控制规律,在增压压力超调限制的条件下,显著提高了增压压力响应速度;建立了积分分离的PI控制算法,通过与普通PI控制对比发现:积分分离的PI控制算法可以保证增压系统的抗干扰性,使得增压压力的波动明显减小。     

增压柴油机工作过程模拟计算研究——压气机边界条件的处理

本文主要介绍了在增压柴油机工作过程模拟计算中，对于压气机进口及出口同时存在压力波动的压气机边界条件的数学模型和计算方法，发展了新的叠代方法；三点法。计算结果的检验表明该计算方法具有一定的工程实用性和可靠性。     

船用两级增压柴油机性能仿真研究

在一台船用柴油机上进行了两级增压性能仿真研究,分析了进排气旁通和高压级涡轮旁通对船用两级增压柴油机性能的影响。以原机单级增压柴油机计算数据为对比基准,计算研究了不同工况下船用两级增压柴油机的性能和排放特性,研究结果表明:与原机相比,两级增压柴油机燃油消耗率比原机平均降低了10.25(g·(k W·h)-1),涡前排温平均降低69.31℃,NOx加权排放降低了0.73(g·(k W·h)-1),柴油机经济性、热负荷以及NOx排放特性得到显著改善。     

柴油机可调两级增压系统调节阀流量特性

利用GT-Power仿真软件建立两级增压系统WP7柴油机仿真模型,研究不同流量特性调节阀在可调两级增压系统中的工作性能,获得两级增压系统调节特性;比较不同调节阀流量特性对增压压力调节的影响,分析不同流量特性的阀门开度对增压压力有效调节范围以及全开度范围单位调节量变化规律。结果表明:不同流量特性调节阀对可调两级增压系统调节特性不同,直线型、快开型和抛物线型流量特性调节阀对增压压力的有效调节开度相对较小,可以实现对增压压力的快速调节;等百分比流量特性在全开度范围内单位调节量基本相同,在小开度下能够降低流量敏感性、提高控制精度,大开度下提升流量敏感性、提高响应快速性,可以较好地满足两级可调增压系统大跨度、高精度增压压力调节需求。     

涡轮增压器热力学模型与柴油机动态仿真

建立了一种基于热力学定律的离心式压气机动态模型,该模型仅使用压气机的基本结构参数而不需要试验图谱。压气机模型与涡轮模型一起构成涡轮增压器动态模型,并与柴油机模型进行了联合匹配仿真。研究结果表明:该模型准确可信,扩大了压气机模型的工作范围,可有效改善柴油机模型在低负荷、低转速时的动态性能。模型计算速度快,实时性好,可用于柴油机性能优化、控制系统开发等多个领域。     

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%。     

一种船用柴油机增压器支架的设计

介绍了某船用柴油机增压器支架的设计。在考虑到满足功能要求、材料选择、空间布置等关键的基础上最终确定了增压器支架的设计结构,并通过有限元计算优化和验证了增压器支架的结构设计。     

高原环境下柴油机可变两级增压协同主喷定时的工作过程模拟

以两级增压柴油机为研究机型,采用GT-Power构建其一维热力学仿真模型,对比模拟研究了柴油机采用两级增压(two stage turbocharger,TST)和可变两级增压(regulated two stage turbocharger,RTST)的变海拔(0km、2km、4km)工作特性。模拟结果表明:针对发动机外特性,不同两级增压系统高压级压比随海拔升高而增加。相比TST增压系统,高原环境下(2km、4km),RTST增压系统能够保证更高的进气流量及空燃比,抑制柴油机高原限扭,同时降低有效燃油消耗率。随着海拔升高,TST及RTST涡前温度及传热能均出现不同程度的升高;但RTST涡前温度及传热能升高幅度相对较低。低海拔(2km)下,NO_x比排放随海拔升高呈增加的趋势。高海拔(4km)下,可变截面涡轮增压器(variable geometry turbocharger,VGT)开度减小及推迟主喷定时,进气流量及空燃比增加。随着VGT开度增加及主喷定时推迟,涡前温度升高。传热能随VGT开度增加先减小后升高,随主喷定时推迟而减小。NO_x比排...     

涡轮增压器与车用柴油机匹配研究

涡轮增压器对发动机的动力性、经济性以及排放有着极为重要的影响。通过对涡轮单双流道蜗壳、旁通阀不同开度、流量拓宽装置以及增压器总效率的试验研究,分析了这些因素对增压器与发动机匹配的影响,得出了涡轮增压器与车用柴油机合理匹配的试验结果。     

大功率柴油机燃油喷射系统的模拟计算与试验研究

柴油机燃油喷射系统是决定柴油机性能好坏的关键因素,在柴油机开发过程中通过专用的模拟计算软件对燃油系统进行计算分析,可以大大加快开发过程,减少开发费用。论述了在一台大功率机车柴油机的燃油系统开发过程中,利用AVL的HYDSIM软件对燃油系统进行模拟计算,并通过试验验证了其正确性。     

高背压柴油机涡轮增压器匹配设计试验

利用GT-POWER软件建立柴油机原机的一维性能仿真模型,基于标定后的模型修改涡轮喷嘴环直径,在高背压条件下进行涡轮和压气机初步选型,根据选型结果开展不同涡轮和压气机组合下的性能优化匹配试验。结果表明：EF06涡轮与HF11压气机的组合在典型排气背压工况下最大可持续功率可达1 665 kW,所对应的喘振裕度不低于15%。该结果证明了涡轮增压器匹配仿真及试验方法的正确性和有效性。     

高原柴油机的增压器匹配性能研究

在详细分析高原发动机对增压器的匹配要求的基础上,对D6114增压中冷型柴油机进行了不同增压器的高原匹配研究,使该柴油机具备了3800m海拔高度的工作能力。     

基于燃烧室与增压器匹配的柴油机热效率优化设计及仿真研究

以某重型柴油机为研究对象,采用仿真计算的方法探究了基于缸内燃烧系统和空气系统优化使发动机最低油耗区间匹配不同使用工况,提出满足发动机不同应用场景需求的匹配方案。研究结果表明:采用压缩比为19.5的燃烧室,缸内混合气过稀区减少,燃烧放热速率加快,热效率提高;通过合理匹配增压器和燃烧室可以实现柴油机最低油耗区间与目标工况区间的匹配。以优化低转速中低负荷工况油耗为目标,采用压缩比为19.5的燃烧室,同时采用较小的涡轮当量流通截面积,可以使最低油耗区匹配低转速中低负荷工况,低转速中负荷油耗改善3.1%。以优化中转速中高负荷油耗为目标,采用压缩比为18.5的燃烧室,结合增压器的优化匹配,可以使最低油耗区匹配中转速中高负荷工况,中转速中负荷油耗改善1.6%。以优化高转速高负荷油耗为目标,通过提高最高燃烧压力,采用压缩比为21.5的燃烧室,同时采用较大的涡轮当量流通截面积,高转速高负荷油耗可改善4.2%。     

8230ZC柴油机增压系统的计算分析和试验研究

对8230ZC柴油机增压系统进行了深入的计算分析,提出了配气正时、排气管径等多个试验方案,并进行了试验研究,确定了8230ZC柴油机增压系统最佳的技术参数。试验结果表明,增压系统匹配良好,8230ZC 柴油机达到了预期的性能指标。