四气门柴油机可调进气涡流系统的数值仿真研究

按照可调进气涡流进气道的设计原则设计了1132Z柴油机新的气道组合,该气道组合的数值计算结果表明,调节直气道内的挡板高度可以调节缸内涡流比;分析了气道内的流场分布,总结出柴油机进气涡流可调的机理,最后的发动机台架试验表明,在最大扭矩点调节涡流比可以使油耗降低7.1 g/(kW.h),波许烟度降低0.2 Rb。     

某柴油机低温燃烧性能的试验研究

如何同时降低NOx和碳烟排放是柴油机有害排放物控制的难点和重点。通过台架试验方法,采用EGR和燃油推迟喷射措施对试验柴油机进行了低温燃烧性能研究,试验表明:由于试验柴油机的EGR率有限,单纯的调节EGR阀并不能实现试验柴油机的低温燃烧,在小负荷工况下引入EGR可以降低试验柴油机的油耗率;单纯的推迟喷油,都出现了NOx和烟度同时降低的低温燃烧现象,但是推迟喷油使得油耗率上升,经济性下降。采用EGR全开+推迟喷油的方式在1 800r/min 30 N·m时获得了比原机更低的油耗率、NOx和烟度排放,循环波动率变化较小。但随着负荷的增加,虽然可以实现NOx和烟度同时降低,但是试验柴油机的经济性下降。     

CA6110／125ZLRA5高压共轨电控柴油机的开发研究

阐述了高压共轨燃油系统的结构与工作原理 ,对原样机进行了性能与排放试验。在对共轨样机的试验中 ,通过改变共轨压力、喷油定时、预喷间隙和预喷量以及发动机的进气涡流比等参数 ,找出了这些参数对柴油机性能和排放的影响规律 :降低涡流比可使柴油机的烟度、颗粒度及标定点的比油耗明显改善 ;提高轨压可明显改善柴油机的烟度和比油耗 ;增大提前角可使烟度降低。对两种柴油机均进行了负荷特性、速度特性、排放特性试验 ,共轨样机与原样机相比烟度、比油耗明显下降 ;随着负荷的增大NOX 也大幅度下降。研究结果表明 :共轨发动机的各排放指标均超过了欧Ⅱ排放标准。     

可变涡轮增压器在柴油机国Ⅵ换气系统开发中的试验研究

在一台满足国Ⅳ排放法规的4缸柴油机上,进行了满足国Ⅵ排放法规的换气系统开发的试验研究,试验采用可变喷嘴环涡轮增压器(VNT)和废气再循环(EGR)控制阀,对EGR率的引入进行精确控制,配合喷油参数的调节,研究其对柴油机性能和排放的影响。结果表明:VNT可实现发动机EGR率的有效引入,可大幅度降低发动机机内NOx排放水平,但烟度上升明显;EGR阀配合VNT关闭度调节,在保持机内NOx排放不变的基础上,可实现比油耗(BSFC)和烟度的折中;在引入EGR的基础上,配合喷油参数优化,可在满足发动机国Ⅵ原排放控制目标的前提下,保持发动机BSFC水平与原机基本相当或略好。     

基于VGT的EGR对电控柴油机影响的试验研究

在一台电控共轨柴油机上,进行了基于可变涡轮截面增压器(VGT)控制的废气再循环(EGR)对柴油机燃烧、性能和排放影响的试验研究.系统研究了VGT开度、EGR率和喷油参数对柴油机性能和排放的影响.研究表明,采用基于VGT控制的EGR系统,调整VGT叶片位置,可以改变EGR率,实现最高43.2%的EGR率,从而有效地降低NOx;在调整优化喷油参数后,柴油机的排放有了很大的改善,烟度有较大幅度的降低,经过优化,气体排放可满足国Ⅳ排放法规的要求,十三工况加权当量比油耗比原国Ⅲ柴油机降低了4.2%,但是,采用EGR方案缸内最大爆发压力明显增大.     

基于EGR技术的国Ⅳ重型柴油机燃烧系统开发

在一台电控重型柴油机上进行了基于EGR技术的燃烧系统开发研究,组建了基于WGT增压器的电控高压EGR系统,研究了燃烧室、喷油器、增压器、EGR率及喷油参数等对柴油机性能和排放的影响,确定了最终的重型柴油机国IV燃烧系统优化方案.结果表明:通过优化匹配燃烧室和增压器并采用孔径较小的多孔喷油器能显著改善柴油机NOx和烟度之间的折衷关系;小负荷时,推迟喷油可以使NOx在降低较多的情况下烟度略有下降;随着EGR率增加,提高喷油压力与推迟喷油相结合,可以同时降低大负荷的NOx和烟度排放,并能改善燃油经济性.ESC循环测试结果表明,通过对燃烧系统、EGR和喷油控制参数的综合优化,在不采用后处理器的情况下,柴油机各气体排放(NOx、HC和CO)及微粒(PM)均达到国Ⅳ排放标准,十三工况加权油耗率与原机基本相当.     

CA4DC2-12E3型柴油机进气道的试验研究

在CA4DC2-12E3型发动机上,试验研究不同涡流比的进气道对柴油机性能及排放指标的影响.试验结果表明,进气道涡流比减小有利于NOx排放的控制,但也导致了ESC 13工况加权烟度上升.合适的涡流比对满足国Ⅲ排放下的油耗优化提供了基础.     

某非道路国四EGR发动机燃烧开发试验研究

研究了非道路国四废气再循环(EGR)发动机燃烧开发试验中硬件选型方法,总结了EGR发动机燃烧开发过程中的一些规律：缸盖涡流比方面,针对高排放发动机,适当降低缸盖涡流比,在相同NO_x排放的条件下,可有效降低Soot比排放;喷油器参数方面,小孔径、小流量喷油器是EGR发动机喷油器选型的优化方向,但同时应考虑到喷油器孔径过小时的燃油适应性问题;增压器匹配方面,选择涡轮尺寸和涡轮箱流通能力相对较小的增压器方案,涡轮前排气压力较高,排气与进气的压差相对更大,使EGR系统更容易加入新鲜空气,有利于EGR发动机优化性能排放;喷油嘴伸出量方面,合适的喷油嘴伸出量可使油耗率和Soot比排放更低。同时提出了一种EGR发动机性能排放标定方法：高轨压+小主喷提前角+低EGR率,该标定策略可在降低NO_x比排放的基础上,有效降低Soot比排放。     

基于EGR的国Ⅳ柴油机燃烧系统开发

在一台国Ⅲ柴油机上进行了基于EGR的满足国Ⅳ排放的柴油机燃烧系统开发。在基于VGT的EGR系统的基础上,系统研究了燃烧室参数、EGR率和喷油参数等对柴油机性能和排放的影响,确定了最终的国Ⅳ燃烧系统优化方案。研究表明,降低压缩比并对燃烧室结构进行优化,可以明显改善NOx和烟度之间的折衷;在该EGR系统上的某些工况下出现了NOx和烟度随着喷油定时的推迟而同时降低的趋势;通过综合优化,气体排放已达到国Ⅳ标准,碳烟有很大幅度的降低,十三工况加权油耗率略有降低。但采用该EGR方案会使压气机压比上升,压气机效率略有降低。该燃烧系统可在降低对后处理器要求的情况下满足国Ⅳ标准。     

关于旋流式燃烧室工作过程若干问题的研究

为改善涡流燃烧室柴油机的性能,发展和研制了一种新颖涡流式燃烧室——旋流式燃烧室。通过试验证实,新燃烧室的最高平均有效压力、爆发压力、压力升高率、NO_x排放量、燃烧噪声、缸盖热负荷以及在高负荷时的油耗、烟度等方面均优于原机所用的传统涡流式燃烧室。     

富氧燃烧对柴油机工作特性影响的试验研究

在一台增压柴油机上进行了富氧进气的试验研究,并在此基础上采用EGR技术,研究不同进气氧浓度下EGR率对柴油机排放特性的影响,以期改善柴油机NOx和碳烟的权衡关系。研究表明:富氧进气柴油机在同一进气氧浓度下,其有效燃油消耗率随着负荷的增加而明显减小;同一负荷时有效燃油消耗率随着氧浓度的升高而稍有降低。在富氧燃烧的基础上,引入EGR可以实现柴油机的烟度和NOx排放的同时降低,其关键是在一定的工况点匹配与之相适合的EGR率。当2 200 r/min全负荷工况下,进气氧浓度21%与EGR率20%组合、氧浓度22%与EGR率50%组合,烟度和NOx排放降低比例分别达到20.0%和14.8%、6.7%和19.2%。     

EGR率和涡流比对HPD柴油机燃烧特性影响

应用AVL FIRE三维软件,建立了高功率密度柴油机模型,研究了不同涡流比和EGR率对放热率、缸内压力、温度、平均指示压力和燃油消耗率等动力性和经济性的影响规律。仿真结果显示:EGR率使压力和温度降低,燃烧速率变缓,油耗增加,而涡流比的使用可以改善EGR率引入后的不良影响,二者匹配为优化高功率密度柴油机的燃烧过程提供了方法,解决了高功率密度柴油机动力性和经济性问题。     

柴油机缸盖气道性能的评价方法探讨

本文首先论述影响柴油机缸盖气道性能的影响因素,并对主要影响因素进行试验对比验证,根据试验数据总结出评价气道性能的方法。为了保证量产缸盖产品的一致性,提出建立标准缸盖的概念,并根据发动机台架性能试验和排放标定,对涡流比在2.0~3.0之间的气道形成一个量化的标准,对类似发动机气道的开发具有一定的参考价值。     

MAN的ME试验机可减少70%的NO_x排放

MAN柴油机公司宣布在4T50ME-X低速试验机上使用原型EGR系统,使NOx排放大大降低.75%负荷时的降低幅度最大,达到70%;最大持续功率时降低60%,且对比油耗的负面影响甚小.根据试验测量结果,其它的排放指标和发动机零部件受EGR的影响很小.     

增压器涡轮性能改进对发动机性能影响的试验研究

介绍了增压器涡轮机的结构、性能参数和涡轮型式。将原来采用A增压器(A涡轮机)的某2.5 L国Ⅳ柴油机增压器,优化改进为B增压器(B涡轮机),两增压器除涡轮性能不同外,其它均相同,B涡轮机效率特性和流量特性均比A涡轮机好,效率约高2.4%,流量约大1.8%,将该A,B 2种增压器分别搭载在发动机上进行了外特性性能对比试验,试验结果表明,B增压器匹配发动机性能比A增压器好,扭矩提升和比油耗改善约0.4%,增压压力可提高约5.8%,扫气压差可降低约20%,排气温度可降低约1.5%。另外,A,B涡轮性能均还有设计改进、提升的空间。     

轨压和EGR率对柴油机性能的影响

基于一台采用EGR+DOC+DPF+SCR(EGR为排气再循环系统;DOC为柴油机氧化型催化器;DPF为柴油机颗粒捕集器;SCR为选择性催化还原)技术路线的欧Ⅵ排放柴油机,研究轨压和EGR率对柴油机经济性的影响,其中经济性分析以综合油耗为指标,综合油耗包括油耗、尿素消耗和再生消耗的柴油。研究表明:随着轨压升高,NOx排放升高,碳烟(Soot)排放降低,柴油机有效燃油消耗率(break specific fuel consumption,BSFC)变好,综合油耗出现拐点;不同轨压变化时,EGR率对柴油机排放的影响变化一致,随着EGR率的升高,NOx排放降低,Soot排放升高,BSFC变差,综合油耗变好,当EGR率在18%左右时,综合油耗最佳。同时,与非EGR路线的欧Ⅴ柴油机进行经济性对比,EGR路线对BSFC有一定程度恶化,综合油耗并没有恶化。     

涡轮增压器优化匹配降低某车用轻型柴油机排放的试验研究

某493车用轻型柴油机排放未达到要求,通过增压器优化匹配,开展理论分析计算、优化设计和试验研究等,最终该发动机各项排放指标均达到要求。研究结果表明,降低发动机中高转速时的涡前压力与增压压力压差,则可改善发动机扫气,提高发动机扭矩,降低燃油消耗率,可降低发动机稳态循环(ESC)排放加权比油耗、颗粒(PM)排放,可降低发动机瞬态循环(ETC) PM排放;加大涡轮增压器涡轮箱喉口截面积可降低涡前压力与增压压力压差。采用优化后的方案5增压器,发动机ESC,ETC和负荷烟度试验(ELR)循环测试值均达到了相应法规要求,满足了发动机开发目标要求。     

车用柴油机进气道的优化计算与试验研究北大核心CSCD

针对某车用柴油机改善进气的需求,通过结构分析与气道稳流试验对气道的宏观数据进行分析,并采用计算流体动力学(CFD)模拟分析方法,得到原始进气道流场的微观信息,发现气门流通截面、气道直流段、螺旋入口段和螺旋室等结构严重影响此进气道流通能力的提升。根据分析结论提出优化方案,并对优化后的气道进行CFD计算,结果表明优化气道内气体的流速连续稳定,多处流动损失消失。采用加工与直接修磨现有缸盖的方法快速对原始气道进行优化。气道稳流试验证明:优化后气道流量系数提高8%,涡流比降低18%。最终发动机台架试验表明:采用优化方案后发动机的排气温度明显下降,其动力性与经济性也有一定程度的改善。     

不同气压下燃用混合燃料对柴油机性能的影响

为了研究不同气压下B50混合燃料对柴油机性能的影响,对B50与B0燃料,在不同气压下做了台架试验,对燃烧特性、负荷特性、外特性等的试验进行对比分析。分析结果表明：相同气压下与燃用B0相比,燃用B50的输出扭矩、爆发压力、压升率和放热率等降低但峰值提前,其输出扭矩降低5%-7.06%,比油耗升高4.7%-6.9%;HC、CO和烟度分别下降31.4%、23.7%和27%,NOx排放升高8.7%。大气压力升高后燃用B0输出扭矩约升高19.5%,比油耗约降低7.5%;燃用B50输出扭矩约升高15.7%,比油耗约降低5.5%,在低速下尤为明显。结果表明B50的燃用性能不是太理想。     

不同海拔下直喷式柴油机燃用生物柴油时的性能研究

在大气模拟试验台架上进行了不同大气压下直喷式柴油机燃用0~#柴油(B0)和纯生物柴油(B100)的动力性、经济性、烟度和噪声声压级测量对比试验.结果表明:随着海拔高度的增加,发动机动力性和经济性下降,噪声升高,但海拔对燃用B100发动机的影响小于B0;同一海拔下二者相比,燃用B100发动机实测油耗增加,动力性降低,全负荷时烟度减小.低负荷时二者有效热效率和噪声相差不大,但随着负荷的增加,特别是全负荷时,燃用B100发动机有效热效率明显提高,噪声小于B0.