起动转速对起动阻力矩的影响规律试验研究

在常温环境下,测试了一台6缸柴油机在80—340r／min下的平均起动阻力矩,采用单因素方差分析法,分析转速对平均起动阻力矩的影响规律,结果表明：平均起动阻力矩随转速升高先快速降低,然后趋于平缓,并存在一个160r／min的拐点转速,当转速在80～160r／min时,平均起动阻力矩快速减小,转速对起动阻力矩有显著影响;当转速在160—340r／min时,平均起动阻力矩有微小波动,转速对平均起动阻力矩影响不显著。     

对置活塞二冲程柴油机控制策略研究

运用快速原型工具ControlBase,利用MATLAB/Simulink软件设计了对置活塞二冲程柴油机的控制策略。综合考虑了对置活塞二冲程柴油机的各种运行工况,采用模块化的方法,设计了对置活塞二冲程柴油机起动控制、轨压控制、怠速控制、工况调度及油量控制等控制策略。采用变步长和等步长相结合的方法,设计和优化了控制MAP,在试验台架上优化了控制参数并验证了控制策略。研究结果表明:发动机起动响应快、转速超调小,怠速波动小于10r/min,轨压波动小于5MPa,发动机各工况运转稳定且过渡平滑。     

柴油机冬季起动问题

柴油机冬季起动困难的主要原因是: (1)柴油在低温下粘度增大,雾化性能变差,不易形成理想的混合气体。 (2)由于冬季里蓄电池端电压及容量下降,加之曲轴箱内机油粘稠,机件运动阻力增大,导致柴油机起动转速下降;起动转速下降后,活塞在气缸中的运动速度变慢,燃烧室中散热损失和漏气损失加大,压缩终了时的压力和温度变低,不足以引起柴油自燃;起动转速降低后,气缸中空气旋流速度     

采用进气火焰预热柴油机低温起动的研究

为提高柴油机低温起动性能，在研究低温起动困难以及起动过程中转速波动原因的基础上，建立了进气火焰预热过程的数学模型。在-35℃、-30℃、-25℃、-20℃的环境温度下改变预热塞的流量进行起动试验。结果表明对于四缸增压柴油机，在预热塞流量为7～10ml／min和转速在250r／min下，发动机转速增加平稳、起动时间短；预热火焰的间断性和缸内部分工作循环失火是造成起动转速波动的主要原因。     

柴油机起动电机低温起动特性优化匹配

基于柴油机低温起动条件,通过对影响起动电机低温起动的主要特性(起动功率、起动转矩和转速)进行优化分析,实现了起动电机和柴油机合理匹配;利用径向基神经网络(RBFNN)和遗传算法(GA)融合理论,预测出满足低温起动的起动电机合理的结构参数;在环境温度-25℃下,进行了柴油机低温起动试验,对电动机的起动电压、起动电流、起动转矩及起动转速等性能参数进行了测试.结果表明:进行柴油机低温起动时,优化后的起动电机最大起动功率为2.58KW,比原机增加了18.3%;平均拖动转矩为105 N·m,比原机增加了7.1%;拖动柴油机的平均转速为225 r/min,比原机提高了16%;保证了低温工况柴油机快速、可靠地起动.     

R4120D.L型柴油机起动敲缸对发动机强度影响的试验研究

以R4120D.L型柴油机为例,试验研究了柴油机起动敲缸对连杆、活塞、活塞环强度的影响。结果表明:实际起动敲缸的影响比估计的情况要严重,在柴油机的设计中要充分考虑起动敲缸对强度的影响因素。     

深度冷热冲击条件下工程机械用柴油机的可靠性研究

以某型工程机械用柴油机为研究对象,采用深度冷热冲击方法进行了柴油机可靠性试验,测量了零部件磨损情况,考察了柴油机的燃油消耗量、功率、扭矩、活塞漏气量、润滑油消耗等参数的变化规律,分析可靠性试验过程中柴油机最低油耗区的迁移规律。研究结果表明,冷热冲击试验后,柴油机转速为1500r/min时的燃油消耗率上升约5g/k W·h,标定工况点燃油消耗率约上升3g/(k W·h);各工况下柴油机功率和扭矩均有所下降;随着试验时间的延长,各工况下柴油机的活塞漏气量均有所上升,柴油机的润滑油消耗呈先上升再下降,然后逐步缓慢下降的趋势;柴油机的最低油耗区分布在转速1600~2100r/min范围内的中等负荷区域,最低油耗区的覆盖面积缩小。     

S1100型柴油机机体设计

S1100型柴油机是在 S195型柴油机的基础上,通过扩缸,提高转速,保持行程不变而新设计的机型,其标定功率为15PS(马力)[2200r/min(转/分)时]。扩缸后的活塞面积 F_p 为原活塞面积的1.108倍;单位活塞面积功率 N_F 从0.169PS/cm~2增加到0.191PS/cm~2,增加了13%;活塞平均速度 C_m 增加了10%。由于提高了转速和功率,柴油机的机械负荷和热负荷明显增加了。     

康明斯柴油机气缸漏气测试方法的研究

本文介绍了对康明斯柴油机气缸漏气进行就车测试的几种方法。针对康明斯柴油机P-T燃油系的特殊性，即燃油高压产生于喷油器内部而无高压油管因而无法利用高压油管的高压脉冲信号来确定气缸位置，采用了独特的措施解决起动电流法测试过程中定缸位问题。实际应用表明，起动电流测缸漏的方法简便易行，而且根据电流曲线波形很容易判断出各缸的密封情况。     

活塞组漏气量超标原因分析及优化

为解决某高强化柴油机漏气量超标问题,对活塞组的漏气通道进行分析,并利用有限元及动力学分析软件对配缸间隙进行对比分析并进行优化,结果显示优化配缸间隙后漏气量仅降低0.82%。对活塞环装配前后的尺寸进行检测对比,确认活塞环装配不当使得闭口间隙超差并出现漏光现象,是造成发动机漏气量超标的主要原因。对活塞环的装配设备改进之后进行500 h发动机试验,漏气量降低到规定范围内。结果表明,该发动机活塞与缸套的配缸间隙对漏气量影响较小,活塞环装配不当造成漏气量超标。     

柴油机冷启动辅助装置控制系统的研制

提高压缩比是改善柴油机冷启动性能的有效措施之一，为此开发了一种新型的柴油机冷启动辅助装置，其工作原理是在柴油机达到一定启动转速及适当的曲轴转角时，向气缸内喷入一定量的机油，从而达到通过提高压缩比、减少漏气损失，改善柴油机冷启动性能的目的。着重分析了该装置控制系统的工作原理、结构特点及软、硬件组成。     

曲轴箱通风系统油气分离器的性能研究

对1台直列4缸汽油机的曲轴箱通风系统进行了窜气流量和窜气中机油含量的试验研究。应用CFD分析软件Fluent研究了气缸盖罩中迷宫式油气分离器的流动特性,分析最大窜气流量(15 L/min)和最大扭矩(160 N·m)工况点下油气分离过程的速度场、压力场和分离效率。研究结果表明:该油气分离器的多孔过滤板与挡板配合结构在最大窜气流量工况点下能够获得75%以上的分离效果,并且达到50%分离效率时,油滴颗粒的直径小于1.0μm,从而保证对于不同直径范围的油滴颗粒均具有可靠的分离性能。     

瞬态工况下柴油机燃烧模型参数变化研究

为了研究零维燃烧模型中特征参数在瞬态工况下的变化规律,对涡轮增压柴油机在转速1500r／min负载由30％额定功率在5s内均匀增加到100％的瞬态工况下的缸内压力、进气流量、燃油流量等参数进行了测量,用三次Wiebe函数模拟了加载过程中每循环的燃烧放热率,利用非线性回归方程求解出了Wiebe函数中的特征参数,并对其在瞬态工况下的变化规律进行了分析,提出了三次Wiebe函数特征参数选取的经验公式,可以用来预测瞬态工况下的放热规律。     

柴油机活塞组件结构参数对其密封性能的影响

以一款非道路高压共轨柴油机为研究对象,结合活塞温度场试验研究,建立了活塞组件运动学模型。着重研究了不同配缸间隙、开口端倒角对柴油机窜气量及缸内润滑油消耗的影响规律,运用响应曲面法分析了活塞环开口间隙对窜气量的影响,在此基础上对顶环及二环开口间隙参数进行优化,得到最优解。分析结果表明:配缸间隙的增大使得润滑油消耗增大,最大增幅为7.54%,配缸间隙对窜气量影响较小。顶环开口端倒角对窜气量影响较为明显,顶环开口端倒角从0增加到1mm,窜气量增大13%。顶环及二环开口间隙对柴油机窜气量影响具有线性关系,油环开口间隙对柴油机窜气量影响较小。顶环开口间隙0.42mm、二环开口间隙0.48mm为最优解,此时窜气量为13.11L/min。     

多缸汽油机倒拖示功图分析

简要介绍了作者开发的可对多缸汽油机各缸压力进行同时检测的测量系统;报导了利用该系统对４９２ Ｑ Ｃ汽油机各缸倒拖压力进行测量及比较分析的结果。在转速分别为ｎ＝ ９９９ ｒ／ｍ ｉｎ、１ ３９３ ｒ／ｍ ｉｎ、２ ３１８ ｒ／ｍ ｉｎ、３ ８０４ ｒ／ｍ ｉｎ 的条件下,测量了节气门开度变化时的各缸倒拖压力,比较分析了可近似反映各缸进气量大小的各缸倒拖压力最大值。结果表明,采用作者开发的多缸发动机各缸压力同时测量系统可有效地对多缸发动机倒拖时的缸间充气量差异进行评价。试验用发动机的第１ 缸倒拖最大压力的变动大于第２ 缸,第３ 缸的倒拖最大压力的变化大于第４ 缸;第４ 缸的进气量最大,第２ 缸的进气量最小;各缸的倒拖最大压力偏差率在－ ９％ ～６％ 的范围内变化     

带有进排气旁通的相继增压柴油机的计算分析

建立了带有进排气旁通的相继增压柴油机稳态仿真程序,缸内过程采用充满与排空法,进排气过程采用一维非定常流动模型,选择有限体积法对其进行离散求解。对某船用带有进排气旁通的相继增压柴油机,进行了多组性能模拟计算,结果表明:计算结果与试验数据基本一致;柴油机转速在855～920 r/min时,开启旁通阀,能增加压气机的空气流量,避免喘振,并提高了增压压力,降低了排温,改善了柴油机的大扭矩性能,但柴油机的经济性有少量降低。     

Performance,emission and combustion characteristics of CI engine fuelled with diesel and hydrogen

Hydrogen (H₂) is being considered as a primary automotive fuel and as a replacement for conventional fuels. Some of the desirable properties, like high flame velocity, high calorific value motivate us to use hydrogen fuel as a dual fuel mode in diesel engine. In this experiment, hydrogen was inducted in the inlet manifold with intake air. The experiments were conducted on a four stroke, single cylinder, water cooled, direct injection (DI), diesel engine at a speed of 1500 r/min. Hydrogen was stored in a high pressure cylinder and supplied to the inlet manifold through a water-and-air-based flame arrestor. A pressure regulator was used to reduce the cylinder pressure from 140 bar to 2 bar. The hydrogen was inducted with a volume flow rate of 4l pm, 6l pm and 8l pm, respectively by a digital volume flow meter. The engine performance, emission and combustion parameters were analyzed at various flow rates of hydrogen and compared with diesel fuel operation. The brake thermal efficiency (BTE) was increased and brake specific fuel consumption (BSFC) decreased for the hydrogen flow rate of 8l pm as compared to the diesel and lower volume flow rates of hydrogen. The hydrocarbon (HC) and carbon monoxide (CO) were decreased and the oxides of nitrogen (NO_x) increased for higher volume flow rates of hydrogen compared to diesel and lower volume flow rates of hydrogen. The heat release rate and cylinder pressure was increased for higher volume flow rates of hydrogen compared to diesel and lower volume flow rates of hydrogen.     

柴油机压缩空气补气系统的车载实验研究

柴油公交车在起步和急加速时,由于发动机转速上升缓慢以及增压器的响应滞后使得进气量跟不上供油量的变化,造成烟度排放增加。为了解决这一问题,本文研究了一种用于车载的压缩空气补气系统。在发动机怠速及减速过程中,辅助空气压缩机向高压储气罐充气;当发动机加速时,由电控单元控制的电磁阀将低压气罐中的压缩空气直接喷入进气管,增加气缸充量。车载实验结果表明,该系统可满足实际应用的要求,显著减少了柴油机加速时的烟度排放。     

基于MATLAB的增压柴油机高工况放气研究

为了控制某船用增压柴油机最高燃烧压力,采用了高工况放增压空气的措施。在MATLAB/SIMULINK中建立了带有放气的基于充满与排空法的增压柴油机瞬态模型,通过模拟计算,分析了放气对柴油机最高燃烧压力的影响;模型中采用了积分分离PI控制器来调节放气阀,并整定了PI参数。控制结果表明:所建模型的超调量小,响应速度快,控制精度高,达到了比较好的控制效果,实现了最高燃烧压力的控制。