双VGT两级可调增压系统高海拔调节规律仿真研究

本文利用GT-Power软件建立了双VGT两级可调增压柴油机高海拔仿真模型。基于双VGT两级增压仿真模型,开展了0-5500m海拔高度,柴油机不同转速(800r/min、1000r/min、1200r/min、1500r/min、1800r/min、2100r/min),不同负荷工况下高低压级VGT叶片开度调节特性仿真研究,得到了各个工况下高低压VGT叶片最佳开度,通过优化,得到了VGT叶片开度的最佳控制MAP。     

柴油机增压与喷油系统控制参数协同调节特性研究

可调增压系统能提高增压压力,增加进气流量,提升柴油机动力性,但由于喷油参数未作调整,进气量增加易导致最高燃烧压力超限,且柴油机动力性仍有提升空间。因而本文基于仿真模型研究喷油量、喷油提前角及VGT叶片开度的联合调节特性,分析三者协同调节对柴油机性能的影响,为下一步增压与喷油系统控制参数协同优化提供了方法依据。     

二级可调增压柴油机高海拔模拟试验平台及平台验证

为了研究二级可调增压系统调节参数对某中型柴油机高海拔燃烧与性能的影响,在传统柴油机性能试验台上,设计了二级可调增压柴油机高海拔模拟试验平台。平台主要包括进、排气低气压模拟系统、增压空气温度控制系统、冷却液恒温控制系统等。为了验证试验平台的实用性与可靠性,进行了二级可调增压柴油机5500m模拟海拔下不同转速全负荷工况试验,结果表明二级可调增压柴油机试验过程中运行正常,发动机冷却液进口温度、低压级以及高压级进气中冷后温度等参数偏离设定值在6%以内,控制效果良好。     

不同海拔下双VGT两级可调增压柴油机性能仿真研究

依据柴油机各工况高、低压级VGT叶片开度控制策略,基于GT-Power柴油机一维热力循环仿真软件,开展双VGT两级可调增压柴油机高海拔性能研究,分析高、低压级VGT叶片至最佳开度对柴油机性能的影响。研究表明,在5500m海拔高度,柴油机动力性得到提升,柴油机功率恢复至平原95%;柴油机经济性有所改善,在5500m,800r/min-1200r/min,燃油消耗率降低11.24%-33.62%。     

两级涡轮旁通阀可调增压柴油机高海拔稳态仿真研究

为研究柴油机高海拔工作特性,搭建了两级涡轮旁通阀可调增压柴油机稳态仿真模型,并进行了校核,校核结果表明模型较为准确,各项参数误差均在5%以内,为下一步仿真提供了依据。     

涡轮增压柴油机高海拔燃烧特性试验研究

开发设计了涡轮增压柴油机高海拔燃烧特性试验系统,该系统可模拟0～6000m海拔的大气压力和温度。利用该试验系统,研究不同海拔高度下增压柴油机标定转速2100r/min全负荷工况点的缸内压力参数、放热参数以及温度参数随海拔高度变化的规律。     

两级增压车用发动机性能计算

首先对可控两级涡轮增压柴油机模型的建立进行了阐述,其次对涡轮增压系统与柴油机匹配要求、方法以及计算等进行了详细说明,同时还对高低压级涡轮增压器与柴油机匹配特性进行了分析。     

机械增压器旁通阀控制方式与油耗及试验研究

本实验研究为基于最低燃油消耗率的旁通阀开度标定实验。其主要目的是将旁通阀由真空度自动控制改为电动调节,得出不同负荷下燃油消耗率随旁通阀开度的变化关系,从而找出同一负荷下最低油耗点及相应旁通阀开度,为旁通阀电子控制提供控制策略。试验表明优化后的旁通阀开度可以使发动机燃油消耗率较大幅度降低,在低速时,最大节油率4.02%;在高速时,最大节油率6.62%。而在中间转速时的最低燃油消耗率由原机的260.1g/kWh下降为257.3g/kWh,节油率为1.42%。而且优化旁通阀开度使得发动机在更大的转速范围内处于低油耗区域。而且旁通阀开度优化后,发动机在更大的负荷范围内处于低油耗区。这可以为制定电子控制旁通阀开启策略提供标定参考依据。     

电控柴油机高海拔模拟试验系统开发及性能试验研究

依据我国高原地区大气环境特点,开发了柴油机高海拔模拟试验系统。该系统由柴油机低温舱、进气低温调节子系统、进排气压力调节子系统组成,可模拟0~6000m海拔的大气压力和温度。利用该模拟试验系统,对某电控共轨柴油机进行了不同海拔(0m、3000m、4000m、5500m)全负荷速度特性试验和不同转速负荷特性试验,研究了不同海拔大气压力对电控高压共轨柴油机动力性、经济性的性能影响规律。试验结果表明:海拔高度的变化对电控共轨柴油机低转速动力性造成严重影响,在海拔低于5500m、转速低于1000r/min的情况下,功率下降超过57.31%。     

喷油嘴孔径和进气涡流对柴油机燃烧特性影响的数值模拟分析

柴油机燃油系统和进气系统是决定发动机性能的关键因素,本文应用三维CFD模拟软件FIRE和燃油喷射模拟软件HYDSIM对柴油机建模、仿真计算,分析了喷油嘴孔径大小和进气涡流强度对柴油机燃烧特性的影响。结果表明,这些参数对柴油机做功及碳烟、NO_x排放的影响明显。     

中速柴油机冷却系统恒温控制设计与研究

针对柴油机不同的工况对冷却水温度要求不同,原冷却系统不能随工况的变化自动调节温度,设计了柴油机智能冷却系统恒温控制系统。通过热平衡实验获得柴油机各工况最佳工作状态的冷却水温度和流量,利用单片机控制变频器水泵转速和电控三通旁通阀的开度对冷却水温度自动控制。实验结果表明:该系统可以随柴油机工况变化将冷却水温度恒定控制在最佳工作温度,达到了节油效果,最大节油率为5.4%,平均节油率为3.6%。     

基于多目标优化的柴油机VNT–vEGR系统开发研究

为了在兼顾柴油机经济性和颗粒物排放的前提下,进一步降低氮氧化物(Nitrogen oxides,NO_x)排放以实现良好的柴油机综合性能,设计带文丘里管废气再循环系统的可变涡轮增压系统(Variable nozzle turbo+Venturi-exhaust gas recirculation,VNT+vEGR)。针对排气旁通阀涡轮增压(Wastegate,WG)柴油机原机,进行文丘里管废气再循环系统(Venturi-exhaust gas recirculation,v EGR)的设计和与可变涡轮增压器(Variable nozzle turbo,VNT)的匹配研究,并进行经济性、氮氧化物和颗粒物排放仿真计算研究。应用试验设计方法技术(Design of experiment,DoE)对VNT-vEGR系统进行多目标优化研究。研究结果表明,相比于配备排气旁通阀涡轮增压器的柴油机原机,对VNT-v EGR系统柴油机应用Do E进行多目标优化匹配后,欧洲稳态测试循环(European steady-state cycle,ESC)工况加权油耗值基本保持不变,氮氧化物加权排放量下降约49.5%,能够实现良好的综合性能。     

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。     

高压共轨柴油机气路二级增压系统开环控制规律研究

在高压共轨系统中,柴油机缸体进气阀关闭时刻的缸内环境条件和喷油参数是决定其燃烧模式的关键。由于受进气条件、进排气总量、缸内残留废气状态、发动机运行工况等多种因素的影响,控制缸内环境条件存在一定难度。建立一套复杂的气路系统调节控制机构,通过控制进气压力、进气温度及进气的氧气组分等参数,取得缸内环境条件的改善,实现燃烧模式的切换,从而提高燃烧效率,降低污染物排放。     

涡轮增压器旁通阀气密性检测的气路设计

旁通阀是涡轮增压发动机中不可缺少的部件之一,涡轮增压器在高负荷工况下能够长期稳定工作,旁通阀起着至关重要的作用。介绍一种涡轮增压器旁通阀气密性检测的气路设计,基于PLC控制若干个气缸和电磁阀,驱动气缸伸出和缩回,驱动电磁阀开启或者断开,实现对涡轮壳体和旁通阀的充气,从而达到对旁通阀气密性检测的目的,该气路已被应用且控制灵活,运行可靠。     

基于非线性模型预测的可变截面涡轮增压器控制

针对可变截面涡轮增压器的开度与增压柴油机参数呈非线性关系的问题,提出一种基于反向传播神经网络和量子粒子群算法的非线性模型预测控制算法,通过调节涡轮增压器的开度,控制过量空气系数,从而实现柴油机的进气量与燃油消耗量的快速匹配,使转矩快速达到期望值.仿真分析表明:该方法相比于PID控制,可使增压柴油机更加平稳地完成转矩阶跃...     

改善车用涡轮增压发动机转矩特性的措施研究

在分析涡轮增压发动机低速转矩矩不足和瞬态响应特性较差原因的基础上,提出运用小型涡轮技术、双级增压系统、进气旁通增压系统、排气旁通增压系统、可变喷嘴环流通截面涡轮增压系统、节流阀式涡轮增压系统、双蜗壳通道涡轮增压系统、电子辅助涡轮增压(EAT)系统与涡轮、机械双增压(TSI)系统是改善涡轮增压发动机转矩特性的有效措施。     

飞机冲压空气涡轮系统液压泵的卸荷方法

为解决飞机冲压空气涡轮系统(RAT)在低速时启动困难的问题,保证RAT快速完成从启动到正常工作,防止RAT涡轮停转,提出了RAT液压泵的三种卸荷方法,对卸荷机构原理以及基于AMESim的动态特性仿真进行了分析,并进行了性能试验验证。结果表明,三种卸荷方法均实现了小负载扭矩启动,卸荷时出口压力均为低压力;旁通阀卸荷流量为全流量,卸荷损失功率最大,最大冲击瞬时压力最高,适用于排量较小的RAT液压泵;内控恒压卸荷从卸荷阶段过渡到恒压变量阶段调节时间最短;结构上,旁通阀卸荷机构最简单,内控恒压卸荷机构最复杂。     

柴油机EGR阀位移传感器的设计与试验

为准确快速地检测EGR阀的开度,设计了EGR阀位移传感器的结构和信号处理电路,制定了结构和元器件参数的优化策略,并进行了参数最优匹配.根据国Ⅵ的OBD系统项目试验条款,对3款EGR阀位移传感器进行了自诊断、性能优化与排放测试等试验.结果表明:优化后的线性度误差、灵敏度误差和重复性误差分别0.32％、0.21％和0.56％,证实了制定的优化策略是切实可行的,表明了设计的EGR阀位移传感器适合柴油机在线实时检测要求,为柴油机满足OBD排放法规提供了保障.     

柴油机增压与喷油系统控制参数高海拔协同优化研究综述

针对两级可调增压柴油机在高海拔变工况条件下"油气配合不当"的问题,总结比较基于模型、基于试验、基于模型结合优化算法3种柴油机多参数协同优化方法的特点,探讨其在喷油与增压系统控制参数高海拔优化研究方面的可行性,并指出基于模型与优化算法相结合的方法对于柴油机多参数优化具有较强的适用性。对增压和喷油系统参数进行高海拔协同优化,是提高柴油机高原性能最为有效的手段。