高原柴油机的涡轮增压技术研究

分析了高原大气环境特点对涡轮增压柴油机性能的影响。讨论了柴油机冷启动困难的原因及其解决方案。通过燃油系统的改进,涡轮增压器与柴油机的优化匹配,实现了高原柴油机的功率恢复。     

高原增压柴油机的匹配问题

柴油机在高原使用时,功率有很大的下降。采用废气涡轮增压器,可以恢复原机功率。为了了解增压器与柴油机在不同的海拔高度的匹配特性,作者做了增压器与柴油机不同海拔高度的匹配试验(由于条件限制,以下列举的数据,只表示变化趋势,不能表示准确值)。     

4110国Ⅲ柴油机增压器高原适应性试验

本文分析了海拔高度对增压器和发动机性能、可靠性的影响,提出了增压器和柴油机高原标定需注意的事项和准备事项,并结合试验总结出了增压器和柴油机高原标定的要求和方法,最后针对满足国Ⅲ排放的4110柴油机选配增压器的两种方案进行了高原标定试验,结果表明,方案二的高原性能优于方案一。     

高压比JZH248增压器匹配12V180ZJ柴油机在昆明高原的应用

介绍四川江津增压器厂研制的高压比JZH248涡轮增压器取代45GP804A增压器与东方红（21）型车用12V180ZJ柴油机匹配在昆明高原的水阻试验及线路牵引热工性能试验情况。     

柴油机NOx排放测试在柴油机与增压器优化匹配中的应用

增压器与柴油机的匹配优化，应首先找出柴油机的匹配点在增压器压气机性能曲线图的位置。但由于系统原因及测量过程中不可避免的误差，仅仅依靠柴油机平台试验数据(其中包括扫气压力Ps、增压器转速n等与增压器有关的参数)很难较为准确地判定柴油机与增压器匹配点位置。随着国际海事组织(IMO)对船舶柴油机NOx排放测试的强制性要求，为增压器与柴油机进行优化匹配创造了极为有利的条件。介绍了利用柴油机NOx排放测试中的有关数据进行增压器匹配优化的方法及可行性。     

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。     

20RK270型柴油机增压匹配试验分析

以20RK270型柴油机增压器匹配试验为例,探讨增压器匹配的思路以及喷嘴环的通流面积对柴油机性能的影响。通过计算柴油机的增压参数确定增压器型号,利用模拟计算确定喷嘴环的选用范围。根据柴油机实际应用环境,探讨压气机进气温度对柴油机性能的影响以及对增压匹配的要求。经过匹配试验使柴油机满足设计要求。     

道依茨1015柴油机增压器高原匹配研究

介绍了道依茨1015柴油机高原增压器故障情况,故障原因系压气机设计裕度不足,改进方案为：加大叶片厚度和减小叶轮的出口后弯角,试验室匹配试验表明,改进设计是成功的。     

基于CBR的柴油机与增压器匹配设计研究

本文重点研究基于CBR的柴油机与增压器匹配的实例库设计,利用AVL－BOOST软件对柴油机与增压器的匹配进行了深入分析,为柴油机与增压器的匹配设计提供了一个实例库。这个实例库是个动态的数据库,可以将新的、成功的设计方法加入到实例库中。这样,设计者在进行增压器匹配研究时,只需要确定柴油机的相关参数,就可以搜索出最接近的设计实例,然后加以必要的修改就可得到满意的产品,这就大大提高了设计效率和成功率,降低了开发成本,提高了市场效益。     

涡轮增压器与柴油机高原配合特性估算与应用

采用离心式压气机特性转换方法,将某涡轮增压器离心式压气机的平原特性换算成高原特性。估算了该增压器与某重型柴油机在高原地区的配合特性以及柴油机的一些性能参数。最后在实际高原标定试验中对估算结果进行了验证。该估算方法有一定的工程应用价值。     

TBD234 V6机组调速器匹配的研究

对于不错拐的V6柴油机而言,其自身的发火间隔决定了其振动特性及平衡特性不佳。当v6柴油机与发电机匹配构成柴油发电机组后,为了达到Ⅱ级以上调速精度要求,不仅需要采用电子调速器,而且对整个系统的匹配提出了更高的要求,本文着重对此条件下调速器与V6机组的匹配进行了分析探讨。     

电控柴油机高压共轨系统的开发及性能匹配研究

介绍了电控D6114B型柴油机开发过程中所研制的电控高压共轨喷油系统零部件的结构、工作原理及制造过程中的难点及解决途径,进行了电控喷油系统的台架一致性试验,完成了柴油机控制策略和性能匹配研究。试验结果表明:柴油机更换电控喷油系统后,经济性、PM和气体排放物均比原机有较大的改善。     

船用单体泵柴油机控制系统HiL测试与试验验证

以某型电控单体泵柴油机控制系统为例,采用船用柴油机专用的HiL(硬件在环)系统测试同步信号、转速闭环、排温修正策略及极限工况。测试结果显示:冷起动时间2.4 s;额定工况稳态转速波动率0.31%;突加突减负荷时瞬时调速率小于5%,稳定时间小于4 s;各缸排温不平均率维持在5%左右。HiL系统优化后的控制策略在实际配机试验时的应用效果良好,冷起动时间3.6 s;额定工况稳态转速波动率0.67%;负荷突变时瞬时调速率为2.67%,稳定时间为4.9 s,各缸排温不平均率为7.9%。验证结果表明:主要评价指标均满足柴油机整机性能对控制的需求;HiL测试有效提高了控制策略的稳定性和实际配机效率。     

船舶柴油机动力涡轮与涡轮增压器联合优化匹配研究

搭建了某型低速二冲程柴油机动力涡轮复合涡轮增压器的仿真模型,对动力涡轮并联模式展开联合优化匹配。以同时考虑系统热效率、系统总功率、柴油机功率、动力涡轮功率、涡轮增压器喘振裕度全面择优的方式,寻取最优匹配点。结果表明:动力涡轮与增压涡轮联合优化匹配后,在中高工况下旁通8.55%的排气用以驱动动力涡轮,额定工况下其输出功率为134.6 kW,占柴油机功率的3.19%,系统总功率提升1.02%。     

SC12E发电机组用两级涡轮增压柴油机方案研究

针对发电机组用柴油机,使用AVL BOOST性能模拟软件建立两级涡轮增压发动机模型,计算将最大功率从367 k W提高至440 k W时发动机的性能及增压器工作状况。主要介绍了高、低压级增压器的匹配,并分析高、低压级增压器的相关压力、温度、转速等参数随发动机负荷的变化,同时优化压缩比、级间中冷器,为实际采用两级增压系统提供理论依据及参考数据。     

单缸柴油机电控单缸泵的设计制造与匹配试验

为了满足日益严格的排放法规的要求,提出了单缸柴油机实现电控化的设想,介绍了电控单缸泵的设计目标、方案、工作原理,阐述了电控单缸泵的主要零部件泵体、柱塞、控制阀部件和衔铁的设计特点,电控单缸泵与立式单缸柴油机的匹配试验显示,相关试验数据均达到了新一代高效柴油机标准的要求,尤其是烟度值由原1.8~3.1 FSU降低到0.4~1.0 FSU,燃油耗指标平均降低了4%左右,说明柴油机与电控燃油喷射系统匹配良好。     

活塞环铬陶瓷复合镀层参数匹配优化研究

针对某型柴油机运行中发生的拉缸故障的分析显示:国产活塞环工作面铬陶瓷复合镀层中陶瓷颗粒大小、含量及表面粗糙度等参数不合理是造成拉缸故障的主要原因。对上述镀层参数开展了优化匹配研究,并进行平台试验及柴油机试验验证。平台试验结果显示:优化后的活塞环其抗拉缸性能显著提高;柴油机运行200 h试验结果显示:活塞环无明显磨损,气缸套珩磨网纹清晰、完整。表明:优化后的活塞环镀层参数匹配合理,优化后的活塞环可满足该型柴油机的使用要求。     

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。     

非道路涡轮增压柴油机高原适应性研究

为改善非道路柴油机高海拔条件下功率下降、经济性及排放性能恶化、高速增压器超速等问题,利用柴油机高原环境模拟台架试验结合一维仿真研究了0～4 000m海拔环境下增压器运行特性、柴油机综合性能参数等随海拔高度的变化规律及影响机理。针对柴油机的变海拔性能恢复目标,通过对增压系统进行参数计算和选配,提出一种带有废气旁通阀的两级涡轮增压匹配方案。研究结果表明:变海拔条件下,非道路柴油机各性能参数呈现非线性变化,在转速800～2 800r/min全负荷工况下,柴油机动力性、经济性变化梯度呈现出先减小后增大的"浴盆形"趋势。在0～2 000m海拔环境下,柴油机转矩降幅达4.3%,有效燃油消耗率降幅达6%。随着海拔升高,中冷前温度与涡前温度逐渐升高,增压压力与涡前压力逐渐降低,CO、全碳氢和NO_x排放升高。匹配两级增压系统后,对比原机4 000m海拔运行工况,柴油机功率平均升高14.9%,有效燃油消耗率平均降低11.8%,实现了非道路柴油机的高海拔性能恢复目标。