PA6柴油机消磁工况下瞬态特性的仿真研究

用Matlab／Simulink建立了一个基于充满一排空法的PA6柴油机瞬态工作过程模型,用此模型对PA6柴油机调速器、涡轮增压器和进排气管等系统对消磁脉冲的响应进行了分析。分析表明,该模型对稳态工况和瞬态工况都具有较好的预测能力。由此可以提出柴油机在消磁工况下各系统的相应改进方案。     

柴油机尿素SCR系统稳态及瞬态特性研究

利用自主开发的尿素SCR后处理系统在发动机台架上进行试验研究,研究了欧洲稳态循环工况点下的尿素SCR稳态性能,获得了气态污染物及微粒的排放特性,通过对瞬态工况的研究提出了瞬态控制修正参数.结果表明:催化剂温度和空速是影响尿素SCR系统性能的主要因素,两者在不同的工况下重要程度不同;尿素SCR不但可以降低NOx,还会降低HC排放,但同时也造成了CO的增多;钒基SCR催化剂可以部分降低微粒的排放,并改变其粒径分布特性;引入负荷阶跃比可以对柴油机瞬态工况NOx的排放量进行较好的修正,从而有效地减少氨泄漏.     

相继涡轮增压柴油机推进特性的稳态及瞬态试验研究

对某柴油机采用大小涡轮相继增压系统进行了推进特性的稳态及瞬态试验研究。对柴油机分别采用小涡轮增压器、大涡轮增压器以及大小2台涡轮增压器并联3种增压方案进行推进特性的稳态试验,并对试验结果进行了比较分析,确定了该相继增压系统的两个切换工况点分别为40%和80%负荷工况。在各切换工况下进行了阀门不同切换时间的瞬态试验,通过分析切换过程中发动机各性能参数的变化,确定了各阀门的开闭顺序及延迟时间:在40%和80%负荷工况点切换时,阀门VCS滞后阀门VTS开启的最佳时间分别为0.6s和0.4s,阀门VCS滞后阀门VTS关闭的最佳时间均为0.2s。     

复合增压切换系统对柴油机瞬态特性的改善

为使涡轮增压柴油机适于转速频繁变动的场合,建立了复合增压切换系统用以提高其瞬态响应特性。它由谐振系统、涡轮增压器和微机控制的电动蝶阀组成。其谐振腔的容积变化和压气机的短接,都根据增压器的转速信号由微机控制电动蝶阀执行。在加速初期压气机短接,增压器空载加速,并由谐振增压替代涡轮增压。在加速后期,谐振系统提高了固有频率并与增压器协同产生复合增压效应。本文用特征线法进行该复合系统的模拟计算和系统优化,并在微机采样和控制试验台上进行了对比试验,证明该系统能使柴油机的瞬态特性明显提高。     

增压柴油机瞬态排放仿真平台

提出了针对于欧洲瞬态测试循环(ETC)的典型工况建模思想,并引入复合瞬变率作为输入变量建立了瞬态排放神经网络模型,建立了增压柴油机瞬态工况全程仿真平台.通过对不同EGR率下十三工况排放和不同瞬变率变负荷工况排放的模拟,验证了该仿真平台的准确性和泛化能力,其稳、瞬态排放验证性模拟差异率分别低于3%和4%,瞬态排放泛化性模拟趋势相同,峰值差异率在8%以内.该平台完全适用于以控制策略开发为目的 ETC典型工况的瞬态模拟.     

EGR对直喷式柴油机瞬态工况燃烧噪声影响的试验研究

设计了合适的废气再循环(EGR)系统和试验方案,通过测量引入EGR前后影响燃烧噪声的参数,开展EGR对直喷式柴油机瞬态工况燃烧噪声影响的研究.研究结果表明:引入合适的EGR量,可以降低柴油机瞬态工况燃烧噪声,使大部分负荷工况的柴油机瞬态工况辐射噪声降低1dB以上,且对动力性能影响不大.针对试验结果的分析表明:合适的EGR率使得瞬态工况过程的压力升高率降低,压力高频振荡幅值减小,从而引起相应的燃烧噪声的降低.     

150柴油机瞬态特性分析研究

以150涡轮增压柴油机为研究对象,针对加速换档过程中冒烟严重现象,对整车试验中柴油机瞬态运行工况进行分析。在保证稳态性能的同时,提出改善技术措施,并通过台架试验验证柴油机瞬态特性得到较好改善。     

某船用柴油机调速特性瞬态仿真分析

某高速柴油机用作船用发电机组原动机时,对瞬态性能有较高的要求,而原柴油发电机组为3级调速精度,现须提高到2级调速精度。建立了该机一维瞬态仿真模型,并根据该机稳态试验数据及机组瞬态试验数据进行标定;基于原机调速精度指标与目标要求的差距,提出了该机调速精度优化方法。仿真计算验证了该优化方案切实有效,优化后该机调速精度满足2级调速精度要求。     

某型柴油机性能仿真与试验研究

以内燃机性能仿真软件GT-Power为平台,针对某型柴油机建立稳态计算模型,进行了工作过程模拟计算,通过台架试验数据与计算结果进行对比,验证了模型的正确性。此外,为使该柴油机的经济性得以充分发挥,在原机工作过程计算的基础上,分别更改了配气定时、喷油提前角及压缩比,分析并预测了以上参数对该柴油机性能的影响,为该柴油机今后的优化工作奠定了一定的理论基础。     

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。     

1130型柴油机组件的非线性接触分析

建立1130型柴油机机体、曲轴、飞轮、气缸盖等主要组件的有限元模型,施加合理的边界条件和栽荷后,通过非线性接触分析后得到在预紧工况和工作工况下各组件的应力分布、缸盖螺栓张力的变化、气缸垫片压力的变化、轴承孔接触力分布等信息.计算结果表明,该机体的整体应力水平不高,气缸垫片具有足够高的压力,满足燃烧室的密封要求.有限元计算为柴油机的整机结构改进、性能强化等提供了合理有效的解决方法.     

车用柴油机增压匹配数值模拟研究

使用VC 和Matlab分别建立了柴油机、涡轮增压器、进排气管及中冷器的数值模型,并编制了涡轮增压器与柴油机的匹配计算程序。应用该程序对某柴油机与某径流式涡轮增压器联合工作过程进行仿真计算,得到柴油机的性能参数及与该增压器的匹配数据,最后通过试验结果对数学模型、增压器与柴油机匹配程序的可行性进行了验证。     

船用低速电控柴油机实时仿真模型开发研究

在分析低速机控制系统功能的基础上,确定了船用低速电控柴油机实时仿真模型功能,利用模块化建模方法开发了低速机缸内工作过程、进排气过程、涡轮增压器、中冷器等各个子模型,并针对电控系统的控制需求,建立了燃油喷射、排气门、辅助风机等独立的仿真子模型作为电控系统的受控对象,可使仿真得到的性能参数随控制参数的改变而实时变化,最后将实时仿真模型与硬件在环硬件进行了集成,对开发的低速机实时仿真模型进行了精度及实时性的验证。通过仿真数据与试车报告中的试验数据进行对比,实时仿真模型模拟的稳态工况下数据与试验数据最大误差在5%以内,运行在实时仿真机中的实时因子小于1。开发的低速机实时仿真模型精度和实时性满足硬件在环仿真测试要求,可将其用在低速机硬件在环仿真系统,开展低速机电控系统的功能测试。     

基于FIRE的柴油机燃烧过程的CFD研究

应用三维CFD仿真软件AVL FIRE对CY4102直喷式柴油机的燃烧过程进行了数值模拟计算,再现了缸内流体的运动过程、湍流参数的变化、燃油粒子的空间分布、燃烧过程的进展状况、传热过程以及缸内温度场的分布等,结果表明:随着喷油提前角的增大,滞燃期变长,最高平均温度、压力和放热率峰值均增大,且其对应的曲轴转角均有前移趋势...     

后喷策略对柴油机瞬变过程高负荷工况性能的影响

为了改善柴油机瞬变高负荷工况下缸内燃烧恶化和烟度骤升的问题,以8.6L车用重型柴油机为对象,开展了燃油后喷策略对瞬变工况性能的影响研究。试验研究了在柴油机瞬变过程的高负荷工况段加入后喷时不同后喷参数对瞬变工况性能的影响,并利用模拟手段分析了后喷对缸内燃烧状况、缸内气体的流动和碳烟排放的影响和作用机理。为了更好地说明缸内气体混合情况,引入氧气驱动能量这一概念。研究结果表明:在主喷燃烧阶段,氧气驱动能量对混合气的形成起主导作用;随着后喷油量增多,缸内气体扰动增加,缸内稀混合气比例增加,放热率第二峰值和第三峰值均提高且相位前移;后喷油量对NO_x排放影响较小。综合考虑指示热效率和碳烟排放,对于瞬变过程90%负荷工况,主后喷间隔为4°曲轴转角且后喷量25%时排放效果整体最佳。     

现象学燃烧模型在LD485柴油机工作过程模拟中的应用

将现象学燃烧模型和进排气的计算方法结合起来对LD485直喷柴油机的工作过程进行了模拟计算，得到了整个工作循环的示功图和瞬时温度。重点介绍了现象学燃疵模型在工作过程计算中的应用以及不同转速和喷油提前角对燃烧过程中缸内压力和温度变化过程的影响，并对此做了分析，得到的规律为：缸内压力和温度随转速升高而升高，随喷油提前角增大而增大。用综合参数的计算结果和试验结果进行了对比，数据表明模拟计算的精度较高。