EGR冷却温度对重型柴油机性能及排放的影响

以一台配有废气再循环(exhaust gas recirculation,EGR)冷却系统和可变几何截面涡轮增压器的高压共轨重型柴油机作为研究对象,进行了EGR冷却温度对柴油机性能及排放影响的台架试验研究。结果表明:随着EGR冷却温度降低,柴油机燃油消耗率、烟度和NOx排放均持续降低。而EGR冷却温度每降低1℃,柴油机燃油消耗率、烟度和NOx排放在不同转速、负荷下降幅差异明显。燃油消耗率在中等转速、低负荷工况降幅最大,NOx排放和烟度在高转速、低负荷工况下降幅最大;在考虑到EGR冷却系统消耗的能量后,可以通过计算得到理论燃油消耗率。在兼顾燃油消耗率和排放性的原则下得到了各工况下EGR相对最优冷却温度,而所得到的相对最优EGR冷却温度正是各个试验工况下理论燃油消耗率最低的温度。     

柴油机EGR电控冷却系统试验研究

研究了 CA498 柴油机在不同工况下EGR冷却温度对NOx等排放的影响规律,确定了各个工况下EGR的最佳冷却温度,据此设计出一套EGR冷却温度控制装置,可以通过单片机控制伺服电动水泵的转速来调节冷却水的循环量,确保不同工况下的最佳EGR冷却温度.将该电控冷却系统在CA498柴油机上进行了试验.结果表明,与未冷却的EGR系统相比,该EGR电控冷却系统在c0和Hc的排放略有增加的情况下,可以有效地降低NOx的排放、烟度和油耗率.     

复杂环境下风冷柴油机工作及冷却性能研究

针对一款V型风冷柴油机,研究其在不同海拔、温度环境下的工作性能及冷却散热能力,进而提高柴油机热效率。为充分考虑动力舱下柴油机的冷却散热,提出一种将动力舱模型一维离散,以此搭建柴油机冷却系统模型的方法,并与柴油机工作模型进行耦合仿真。结果表明：柴油机在2 000 r/min外特性工况条件下,外界环境海拔、温度的升高使得柴油机缸内燃烧工作曲线后移,海拔每增加1 000 m,放热峰值点后移2°,缸内燃气温度升高;一定转速下的风扇空气质量流量会随海拔、温度的增大而减小,柴油机冷却能力下降,缸盖燃气侧表面平均温度升高;柴油机热效率随海拔、温度的升高而降低,高海拔、高温环境下,增大风扇转速可提升柴油机热效率,随着风扇转速提高,海拔4 000 m、温度20℃环境下,柴油机热效率从29.7%升至35.7%。     

航空用风冷活塞式发动机热状态研究

建立了冷却系统传热模型和边界条件计算模型。以缸内燃气压力和温度试验数据为基础,利用经验公式计算了气缸体内壁与燃气、外部与冷却空气间的传热边界条件。以气缸体温度场计算为切入点对发动机热状态进行研究,计算并分析了不同飞行高度下气缸体的温度分布;研究了螺旋桨转速对气缸体温度的影响;同时还计算了最大功率工况下保持热状态稳定需要的螺旋桨转速;试验测取了不同高度时的气缸体特征点温度。计算和试验结果表明:在最大功率工况下,螺旋桨转速不变时,随着飞行高度的增加发动机热状态逐渐升高;同一飞行高度下,螺旋桨转速越高,发动机热状态越低;调节螺旋桨转速能够使气缸体温度稳定在某一范围内;试验与仿真结果的误差小于5%,满足工程需要。     

增压前后柴油机燃烧噪声的对比分析

通过测量稳态和恒转速增扭矩瞬态工况增压前后影响燃烧噪声的参数,对比分析得出增压前后柴油机燃烧噪声的变化规律.结果表明:增压后燃烧噪声降低,增压对稳态工况燃烧噪声的降低比对恒转速增扭矩瞬态工况明显,增压在中速中负荷工况下,对燃烧噪声的控制效果较好.并从压力高频振荡、气体动力载荷和燃烧室壁面温度对试验结果进行了分析,证明了增压前后燃烧室壁面温度的差异影响增压前后柴油机燃烧噪声.     

柴油机瞬时转速的建模及仿真研究

通过利用等效圆盘等效轴法建立了两自由度的柴油机瞬时转速模型,并对其进行了仿真计算,由此得到了柴油机空车不同转速下和柴油机转速为1500r/min、不同负荷工况下的仿真结果,较为精确地揭示了瞬时转速的变化规律,为利用瞬时转速对柴油机进行状态监测以及故障诊断提供理论上的基础。     

动态工况对柴油机工作的影响及扭矩测量

分析了动态工况对柴油机工作的影响，指出发动机曲轴转速的急剧变化将引起燃料调节系统工作失调，造成发动机动力性、经济性恶化，提出了动态工况下测量发动机扭矩的原理、方法及测量实例。     

基于网格法的船用柴油机冷却系统 温控策略环境适应性研究

以某船用柴油机冷却系统为研究对象,采用网格法建立了单点和多点两种温控策略仿真模型。基于该模型对两种温控策略分别开展了高温环境、标准环境和极寒环境条件下推进特性全工况对比分析,并结合现有机型试验中出现的温度波动问题,研究分析两种温控策略的环境适应性。研究表明:高温循环采用多点控制,可适当提高循环水温,以改善柴油机在极寒环境条件下的性能稳定;低温循环采用单点控制,将扩大环境对循环水温的影响,应采取适当措施防止系统过冷;此外,控制循环进口温度可提高冷却系统对外围附件的适应性,避免因外围系统配置不合理而导致的系统温度波动等问题。     

采用两级中冷器的某柴油机冷却系统设计方法

在柴油机整机设计初始阶段,根据柴油机工作环境及使用工况,搭建基于定型产品的冷却系统模型,并优化设计柴油机冷却系统的工作流程。基于热平衡理论,对整机热量分布状态进行数据分析和软件模拟,确定冷却系统的换热指标参数。基于流体热交换理论,对柴油机冷却系统进行工作能力计算,确定匹配柴油机冷却系统换热性能要求的水泵、中冷器、机油冷却器。     

动态工况对柴油机工作的影响及其扭矩测量

本文分析了动态工况对柴油机工作的影响，指出发动机曲轴转速的急剧变化将引起燃油调节系统工作失调．造成发动机动力性、经济性恶化。本文还提出了动态工况下测量发动机扭矩的原理、方法及测量实例。     

自然吸气柴油机高海拔(低气压)热平衡试验研究

基于内燃机高海拔(低气压)热平衡模拟试验台,对某型内燃叉车自然吸气柴油机进行了热平衡高原模拟试验,研究了柴油机燃烧放热量分配、冷却液温度以及排气温度等随海拔高度(大气压力)的变化规律.结果表明:随着海拔的升高,转化为有效功的热量、冷却水散热量以及排气带走的热量均不断下降,柴油机不完全燃烧造成的热损失、机体散失的热量以及...     

六缸柴油机冷却系统流动与传热的数值模拟研究

冷却水的流动与传热直接影响柴油机的冷却效率、高温零件的热负荷、整机的热量分配和能量利用。在冷却系统传热计算时，利用流固耦合的方法，较为准确地确定了缸体水套的传热边界条件。采用CFD商用软件STAR—CD对直列六缸柴油机的冷却系统的流动与传热进行三维数值模拟，给出了整机冷却水套内冷却液的流场、换热系数及压力场分布，为柴油机冷却水腔的优化设计提供了理论依据。     

Simulation analysis of cooling methods of an on‐board organic Rankine cycle exhaust heat recovery system

Energy saving and emission reduction of engines were taken seriously, especially for vehicular diesel engines. Exhaust heat recovery based on organic Rankine cycle (ORC) system has been considered as an effective approach for improving engine fuel economy. This article presents the investigation of water or air cooling method for an ORC exhaust heat recovery system on a heavy‐duty truck through simulations. The models of the truck engine and the ORC system were developed in GT suite, and the integration system model was developed in the Simulink environment. The validity of the models was verified experimentally. The performance of the vehicular engine with ORC system using water or air cooling method was comparatively analyzed. The simulation results indicated that the water cooling method is more suitable for the vehicular ORC system than air cooling method. The relation between benefit and penalty of the ORC system and cooling system was discussed. The operating condition of the cooling system was confirmed having significant effects on the combined system performance, especially the fan speed. The performance improvement of the engine with the use of ORC system was further evaluated under different engine operating conditions and ambient temperatures. Lower ambient temperature had positive effects on the engine fuel economy. The mass flow rate of exhaust gas for heat recovery should be regulated for better performance under high ambient temperature.     

车用内燃机整机热平衡动态传热模型

提出了一个基于集总参数法的发动机动态热平衡模型,考虑了发动机燃烧室的传热、发动机主要部件的传热、冷却系统和润滑系统的工作。建立了燃烧气体与发动机部件、各部件之间、部件与冷却液、部件与润滑油、部件与周围空气之间的热耦合计算公式,对一台单缸柴油机的热平衡及主要部件的温度进行了计算．结果证实该模型可用于发动机热平衡的研究。     

电控增压柴油机进气与燃油温度控制系统的研究

在内燃机台架试验中,针对进气温度和燃油温度这两个边界条件对电控增压柴油机性能的影响进行了讨论,并提出了用一套冷却水调控系统进行控制的解决办法。以Deutz BF6M1013FC柴油机进气温度及燃油温度自动控制装置为例,讨论了控制方案、控制量的计算,并选用ADuC812单片机作为发动机边界条件控制系统的主控部件进行自动控制系统的设计。该控制系统已经通过试验的验证,得到发动机最优条件下的性能曲线。     

柴油机高海拔热平衡模拟试验系统开发

为研究柴油机高海拔热平衡性能变化规律,设计了柴油机高海拔热平衡模拟试验系统。系统由高海拔(低气压)模拟系统、冷却液恒温系统、冷却液流量调节系统与数据采集系统组成,可实现发动机冷却液温度与流量的实时控制。利用此试验系统,针对某重型电控共轨柴油机进行了高海拔热平衡模拟试验,试验结果表明:该试验系统可准确模拟柴油机在高海拔环境运行时的热平衡状况,为分析柴油机高海拔条件下热平衡性能变化规律、进行冷却系统运行参数优化提供研究平台。     

柴油机非水冷却介质自然对流沸腾传热特性研究

对于采用非水冷介质的高温冷却及少冷却柴油机的研究，目前尚需了解冷却介质温度的提高及冷却介质的性质差异，对柴油机的传热及零部件热状况的影响。本文模拟柴油机工作条件，对机油、柴油及不同配比的乙二醇水溶液等液体的自然对流沸腾传热特性进行了试验研究，揭示了各种因素对传热的影响，通过对试验数据的回归分析得出了３种非水冷却介质自然对流沸腾传热关系式。为机油、柴油及乙二醇水溶液用于柴油机高温冷却及少冷却提供了理论依据。     

坦克柴油机冷却系统使用可靠性特征量估计

为了掌握坦克柴油机冷却系统的使用可靠性,应用随机点过程模型对使用故障数据进行分布检验,提出自适应线性神经网络与蒙特卡罗模拟验证相结合的冷却系统可靠性特征量估计方法,求出新品柴油机和大修柴油机冷却系统的使用可靠性特征量,显示出两者具有不同的分布特点和变化趋势。     

燃料挥发性对柴油机性能及排放的影响

针对不同的发动机热状态及压缩比，试验研究了燃料物化特性对柴油机稳态及过渡工况下性能、排放的影响规律。应用自行开发的柴油机过渡工况控制系统及排气采集装置，模拟车用柴油机实际工作时的加速状态，对具有相同十六烷值但有不同挥发性能燃料的HC排放特性进行了研究，利用气相色谱仪对HC排放成分进行了分析。研究结果表明，采用挥发性好的燃料，可有效降低排气烟度，提高有效热效率，在发动机热状态不好及压缩比较低等燃烧条件恶劣、HC排放高的情况下，可有效地降低HC排放。     

单缸风冷柴油机的先进技术

从轻巧化、高机械效率、高充量系数及燃烧系统和冷却系统优化等方面论述了单缸风冷柴油机的先进技术。优化前后的数据表明，利用上述先进技术开发出的高强化单缸风冷柴油机更趋轻巧化，其机械效率、燃油消耗率、噪声及排放争}生能指标得到了提高。