进气阻力和排气背压对增压中冷柴油机性能影响的试验研究

良好的进、排气系统是保证柴油机正常工作的前提。在进排气系统中,进气阻力和排气背压是分别用来衡量进排气系统优劣的2个重要指标,所以在柴油机进排气系统设计过程中必须控制合理的进气阻力和排气背压,否则会造成柴油机性能恶化。通过柴油机台架试验,分别改变进气阻力和排气压力来研究进气阻力和排气背压对增压中冷柴油机动力性和经济性的影响。试验结果为进气系统和排气系统的优化设计提供依据。     

高原环境下进排气节流对柴油机性能的影响

为了研究高原环境下进排气节流对柴油机性能的影响,基于高原环境,对一台废气涡轮增压柴油机进行了台架试验,分别研究了进气节流和排气节流对柴油机进气量、燃烧、排气温度、排放、油耗的影响。结果表明：采用进气节流、排气节流均会使柴油机进气量降低,缸内最高压力降低,最大燃烧放热率增大,缸内燃烧温度上升,排气温度升高,排放增加,油耗上升。但随着转速的增加,进气节流与排气节流的影响趋势却有所差异。在柴油机转矩为50 N·m,转速为1 400 r/min、1 800 r/min、2 200 r/min的3个工况下,进气压力降低25 k Pa时,排气温度分别提升75℃、60℃、52℃,NOx排放分别增加160×10^-6、140×10^-6、114×10^-6,烟度分别增加0.079 FSN、0.062 FSN、0.052 FSN,比油耗分别增加4.4 g/（k W·h）、5.5 g/（k W·h）、7.4 g/（k W·h）;而排气背压升高25 k Pa,排气温度分别提升35℃、50℃、62℃,NOx排放分别增加67×10^-6     

进排气系统的阻力对车用柴油机性能影响的研究

本文对一台车用柴油机的进气系统的进气管长度、进气阻力以及排气阻力等主要参数进行了详细的研究。结果表明,一定长度的进气管可以获得最佳发动机综合性能,过长或没有进气管对发动机的性能都不利。研究结果还表明,进气阻力要比排气阻力对发动机性能的影响大。本研究的结果对发动机的优化匹配、进排气系统的参数选择以及故障诊断都具有一定的参考价值。     

16V396TE54船用电站柴油机优化匹配及试验研究

建立了16V396TE54柴油机仿真模型,针对该机型大排气背压和大进气阻力的使用工况,开展涡轮增压器和压缩比的优化匹配仿真分析,并进行了实机性能试验,二者结果相吻合,优化匹配后的柴油机各性能参数在要求的范围之内,能够满足在大排气背压和大进气阻力工况下使用的要求。     

发动机进排气边界条件对性能参数的影响研究

在发动机试验开发过程中,经常发生因环境条件变化导致的进气温度、压力和湿度不同的情况,同时,排气侧背压也会对排气压力有所影响,这些都会改变缸内的实际燃烧过程,从而导致发动机状态偏移。以某大缸径船用柴油机为原型,进行了单缸机试验,研究进气温度、压力、湿度和排气压力对发动机性能参数的影响。试验结果表明:进气温度、湿度和排气压力的降低以及进气压力的增大会导致进气流量增加,有利于优化燃烧过程,使油耗、烟度和排温下降,爆压和NOx比排放增加。借助试验数据,可以为发动机开发过程中的边界条件控制、修正和补偿标定提供依据,提高发动机的可靠性以及对各种进排气边界条件的适应性。     

不同海拔下柴油机氧化催化器与选择性催化还原系统对柴油机性能与排放的影响

基于柴油机高原试验台架,在80 kPa、90 kPa、100 kPa大气压力下进行了柴油机外特性试验,研究了不同海拔下加装柴油机氧化催化器（diesel oxidation catalyst,DOC）与选择性催化还原（selective catalytic reduction,SCR）系统对柴油机的进排气参数、动力性、经济性、燃烧性能及排放特性的影响。研究结果表明,加装DOC+SCR会使进气流量下降,排气背压升高,功率和转矩下降,油耗升高,排气温度升高,排气流量下降,而HC、CO、NOx与碳烟等污染物排放显著下降。不同海拔下加装DOC+SCR的影响程度也有所差异,尤其是对排气温度、排气背压、有效燃油消耗率与SCR转化效率的影响最为显著。加装DOC+SCR后,80 k Pa、90 k Pa、100 k Pa下的排气温度分别平均升高7.35%、7.21%、7.11%;排气背压分别平均升高28.02%、27.08%、26.81%;有效燃油消耗率分别平均升高1.64%、2.87%、2.94%;外特性工况下SCR最大转化效率分别为88.86%、86.11%、84.76%。     

排气和中冷前进气节流对柴油机性能和排放特性的影响

通过先后分开调节安装在涡轮机后和中冷前的两个蝶形阀,来模拟研究排气节流和中冷前进气节流对发动机外特性性能及排放的影响。试验结果表明:增加排气节流后,低速时,发动机性能和排放特性变化较小;而中高速时,发动机排气背压和排气温度会明显升高,动力性和燃油经济性也会明显恶化,CO和THC比排放及核膜态和聚集态颗粒总数量浓度都明显增加,氮氧化物(NOx)比排放明显降低。增加中冷前进气节流后,发动机的动力性和燃油经济性只略微变差,变化很小,但在低速时排气温度明显升高。中冷前进气节流增加后对排放影响较大,尽管CO比排放只是略微升高,但THC比排放和核膜态颗粒总数量浓度排放都明显降低,在最大转矩转速附近对应超细颗粒总数量浓度和聚集态颗粒总数量浓度排放也明显降低。     

进气温度对直喷式柴油机冷起动初始期燃烧和排放的影响

为了研究进气温度对柴油机起动过程燃烧不稳定性和排放的影响规律,利用柴油机起动过程燃烧、排放测控系统,在一台直喷式单缸柴油机上进行了试验。试验结果表明：进气温度对柴油机冷机起动过程初始期燃烧有较大影响,随进气温度的升高,冷机起动着火滞后期明显减小,扩散燃烧增加。提高进气温度能够明显改善着火条件,降低起动过程供油量,减少失火循环,从而明显改善起动过程中的HC排放。     

气波增压柴油机性能的影响因素分析

在柴油机上进行了气波增压器的试验研究,为了提高气波增压柴油机的动力性能,对气波增压柴油机性能的影响因素进行了分析。灰色关联理论分析结果表明:进气流量和排气温度对气波增压柴油机的性能影响最大。在改进柴油机的进气管和排气管,加大柴油机进气管面积,并且对排气歧管采取保温措施后,进行的试验表明气波增压柴油机的动力性提高同时NOx的排放降低。     

柴油机边界条件对排放污染物的影响

以直喷柴油机为对象,研究柴油机排放特性以及边界条件对柴油机主要有害排放物的影响。在2种柴油机上分别进行部分工况排放试验,分析其排放特点,监测CO、NO_x和THC等主要尾气排放物,对比和分析不同工况下排放物随燃油温度、中冷后温度、排气压力等的变化规律。结果表明:中冷后温度和排气背压对NO_x排放均有明显的影响;中冷后温度对THC与CO排放影响较小;燃油温度对THC、NO_x和CO影响不大。