车用柴油机排气再循环控制系统

为了降低车用柴油机的NOx排放,设计了用于增压中冷柴油机的排气再循环(EGR)系统。介绍了EGR控制系统及控制方法。该系统采用进气节流阀与EGR流量控制阀联合控制,可实现0～30%EGR率的优化。利用13工况对该系统控制NOx的效果进行了评价。实验表明,采用EGR技术,可以大幅度地降低NOx的排放,微粒排放基本不变。但HC和CO排放有所增加,13工况加权比油耗也较原机有所降低。     

船用柴油机废气再循环性能评估及应用

针对增压柴油机废气再循环(EGR)性能评估问题,特别是"小样本"下的最优决策,提出了一种基于不等权优化的评估及决策方法。首先,在TBD234V12型相继增压柴油机上搭建高压废气再循环系统,采集柴油机缸内爆压、燃油消耗率、NO_x、CO及烟度等主要参数试验数据,建立最优关联分析模型,用来不同EGR方案的初步评价。其次,根据柴油机不同负荷工况,通过客观优化方法建立综合评价模型。最后,基于MATLAB GUIDE设计和建立了增压柴油机EGR性能综合评估及最优决策仿真平台。仿真结果表明:低负荷时小EGR率对应的综合评估值更高,因此宜采用较小EGR率;高负荷时,较低EGR率对应的综合评估值较低,较高EGR率获得了更高的评估值,但是过高的EGR率的综合评估值反而下降,因此不宜采用过高EGR率。仿真优化平台可以快捷、方便地解决增压柴油机EGR性能评估及最优决策问题。     

排气道废气再循环策略下实现汽油可控自燃的气门定时区域

在装备有电控液压驱动可变气门机构的单缸机试验系统上,研究了使用排气道废气再循环(EGR)策略实现汽油可控自燃(CAI)时,气门定时对汽油CAI的影响。试验结果表明,在转速1000 r/min、过量空气系数λ为1条件下,采用进气门开启定时不变时(IVO=40°CAATDC)排气门关闭定时,(EVC)在126~176°CA ATDC范围内能够实现汽油CAI;采用EVC定时不变(EVC=146°CA ATDC)时,IVO在28~60°CA ATDC范围内也能够实现汽油CAI。EVC对从排气道吸入的废气的影响要大于IVO。在能实现汽油CAI的气门定时区域内,IVO变化范围仅为45°CA,EVC变化范围可达120°CA。     

排气消声器的边界元仿真设计方法

用边界元方法计算了某一摩托车排气消声器的消声性能。结果证明该边界元单元模型正确,计算方法合理。用声模态分析和声压分布图分析的综合方法分析了消声器产生消声低谷的原因,并利用长管道驻波的控制方法加以控制。这一方法对控制以轴向尺寸为主的消声结构的消声低谷非常有效。探索了一种消声器的设计和模拟分析方法。     

燃料着火性对增压中冷柴油机瞬态工况排放的影响

应用自行开发的瞬态工况控制系统及排气采集装置,试验研究了不同着火性的燃料对车用增压中冷柴油机瞬态工况下排放特性的影响。研究结果表明,适当提高燃料十六烷值可有效降低HC和NOx排放。在稳态工况下,十六烷值由40增加到66时,在1800 r/min低负荷工况下HC排放降低62%;对于CO排放及消光烟度,十六烷值存在一个最佳值。瞬态工况排放与稳态工况存在明显差异,在恒转速增负荷工况下,随着负荷的增加,HC和CO排放及烟度迅速上升,然后降低趋于一稳定值,且随着瞬变率的增大,CO排放和消光烟度峰值上升;增加燃料十六烷值,可明显降低中等转速增负荷工况下的CO和HC排放及消光烟度;在高速增负荷工况下,十六烷值为66和55,燃料的排气烟度基本相近。     

基于排气热管理的柴油机氧化催化器升温特性

为研究柴油机颗粒捕集器(DPF)再生升温过程中所采用的排气热管理措施对柴油机氧化型催化器(DOC)升温特性及其他发动机性能的影响,选取低转速、中小负荷下的两个低排温的典型工况点进行试验研究。试验结果表明:增加次后喷油量对DOC入口排气温度影响较小,可提高DOC内部升温速率、缩短升温速率峰值到达时间,且负荷越大效果越明显;次后喷油量的增加能提高DOC对HC的转化效率,但由于HC基数的增多会导致DOC后的HC逃逸量增多;增加次后喷油量也会增加发动机的比油耗和加重发动机的机油稀释程度,需要合理控制次后喷油量;进气节流阀开度减小,节流作用增强,进气流量降低,DOC入口温度上升,DOC内部升温响应速度变缓但升温速率峰值增大。升温过程中,峰值温度出现在DOC中后部且温度梯度大。试验研究成果可为DPF主动再生方法及温升策略提供试验依据。     

EGR和VNT的匹配对增压柴油机排放的影响

通过可变喷嘴增压器(VNT)和废气再循环(EGR)系统的匹配试验,考察了VNT对发动机排气和进气的压差以及EGR率的影响规律,研究了降低四缸增压柴油机的排放问题。试验结果表明,EGR系统能在不改变柴油机动力性、经济性和烟度排放的基础上,使柴油机NOx排放量降低20%~47%。VNT通过调节废气涡轮增压器涡前压气后的压差,可将EGR率提高2%~12%。     

可变几何截面增压器/废气再循环对重型柴油机性能和排放的影响

将HOLSET400可变几何截面增压器(VGT)应用于CA6DL2-35E3重型柴油机上,并在涡前位置建立了高压回路废气再循环(EGR)系统。在ESC测试循环下分别进行了VGT及VGT/EGR的性能规律试验。试验发现配备此VGT系统的柴油机,试验目标参数均存在特定的VGT开度拐点,而对性能改善最明显的开度均出现在拐点附近。因此采取拐点控制VGT开度可充分发挥VGT的效能,改善除NOx外其余气体排放及燃油经济性。通过VGT驱动废气回流可实现28%高EGR率(转速1330 r/min、25%负荷率)。试验目标参数存在特定EGR率拐点(NOx除外),而在拐点对应EGR率范围内降低NOx排放的同时不会对发动机其他性能参数产生太大影响,具备综合优化发动机气体排放和燃油经济性的潜力。     

增压中冷压燃式发动机燃用柴油醇的十三工况排放特性

在应用自行研制的助溶剂解决了乙醇与柴油相溶性问题的基础上,进行了增压中冷压燃式发动机燃用E10柴油醇十三工况排放特性的试验研究。结果表明:与燃用0#柴油相比,燃用E10柴油醇的排放污染物HC、NOx、PM和SOF的比排放量有所增加,CO和DS的比排放量有所减少;中小负荷工况分担率的增加导致了多种排放污染物比排放量的增加;乙醇的高汽化潜热使缸内温度变低是比排放量增加的主要原因。提高中小负荷的进气温度可以适当提高缸内温度,从而降低CO、HC、PM和SOF的比排放量,但NOx比排放量会有所增加。     

使用柴油醇对增压中冷柴油机性能和排放的影响

在不改变现有增压中冷柴油机结构的条件下,研究了两种柴油醇(E10和E15)对发动机动力性、经济性、排放性的影响。研究结果表明:增压中冷柴油机使用柴油醇,发动机的动力性有所降低,燃油消耗率有所增加,而能量消耗率在小负荷时有所增加,在中高负荷时与使用柴油相当。排放性能表明:CO和碳烟排放量有一定程度的降低,HC排放量在小负荷时明显增加,NOx排放量在低转速的中高负荷时有所增加,在高转速时变化不大。十三工况试验表明,多种比排放量有所增加,主要原因是小负荷分担率增加。本研究为下一步试验,尤其是小负荷的改善提供了基础。     

柴油机EGR电控系统设计与试验分析

针对增压直喷柴油机开展EGR技术的电子控制研究与应用,以降低NOx排放.依据柴油机EGR控制系统的工作特点和功能要求,以80C196单片机核心,进行了控制系统的电路设计和控制软件编写.根据发动机负荷特性试验对比分析,证实柴油机在应用EGR控制系统后,NOx排放降低19.9%,HC和CO排放略有增加,柴油机动力性和经济性与原机相当,通过对EGR回路的冷却,可以抑制PM排放增加,同时还验证了EGR电控系统设计合理,能够对EGR系统按照柴油机不同工况的最佳EGR率进行实时控制.     

冷风机性能的实验研究

利用房间热平衡对冷风机的性能进行了实验研究,确定了冷风机制冷量和传热系数的变化规律,并由实验结果推导出了冷风机空气侧放热系数的计算公式。     

柴油机无凸轮轴配气机构

基于1105型单缸柴油机,开发了无凸轮轴电液配气机构。介绍了系统的硬件组成,标定了所用电磁阀打开和关闭延迟,并进行了初步试验。试验表明,该机构具有高的工作可靠性和重复性,可以实现灵活的气门正时控制。同时也指出了机构的不足。     

涡轮增压柴油机EGR系统设计

为了降低涡轮增压柴油机NOx的排放量,设计了一套涡轮增压柴油机的EGR(Exhaust Gas Recircula-tion)系统,对该系统的主要部件文丘里管、EGR冷却器、EGR阀和旁通阀等进行设计,并对系统进行计算。结果表明:该EGR系统在全工况范围内的最大EGR率达40%以上,EGR温度冷却到了130℃以下。     

基于EGR策略的重型柴油机瞬态空燃比优化控制

针对某些重型柴油机在进气中冷后加入足量的EGR较为困难,瞬态工况下EGR优化后的发动机排放性能恶化的问题,从精确控制EGR流量、优化空燃比、降低排放的目的出发,在一台CY6D180高压共轨重型柴油机上进行了大量的试验研究。基于排放优化原则,研究了利用节气阀配合EGR阀引入EGR后的发动机稳态特性,提出了一种两阀联合关开优化发动机瞬变排放性能的策略。进行了瞬态工况条件下的对比试验验证。结果表明:本文设计的瞬态空燃比控制方法在保证烟度排放值在3.5%限度内的情况下,NOx的排放量也不超过稳态工况点的10%。