高原环境下柴油机可变两级增压协同主喷定时的工作过程模拟

以两级增压柴油机为研究机型,采用GT-Power构建其一维热力学仿真模型,对比模拟研究了柴油机采用两级增压(two stage turbocharger,TST)和可变两级增压(regulated two stage turbocharger,RTST)的变海拔(0km、2km、4km)工作特性。模拟结果表明:针对发动机外特性,不同两级增压系统高压级压比随海拔升高而增加。相比TST增压系统,高原环境下(2km、4km),RTST增压系统能够保证更高的进气流量及空燃比,抑制柴油机高原限扭,同时降低有效燃油消耗率。随着海拔升高,TST及RTST涡前温度及传热能均出现不同程度的升高;但RTST涡前温度及传热能升高幅度相对较低。低海拔(2km)下,NO_x比排放随海拔升高呈增加的趋势。高海拔(4km)下,可变截面涡轮增压器(variable geometry turbocharger,VGT)开度减小及推迟主喷定时,进气流量及空燃比增加。随着VGT开度增加及主喷定时推迟,涡前温度升高。传热能随VGT开度增加先减小后升高,随主喷定时推迟而减小。NO_x比排...     

汽车用涡轮增压柴油机高原性能的研究

针对高海拔地区特殊环境,分别在海拔20,2 200,3 800 m环境对涡轮增压柴油机进行了实地台架及道路试验,结果表明:随着海拔升高,涡轮增压柴油机的动力性、经济性、可靠性等指标都会恶化,但采取适当措施,可以明显减少恶化程度;把最大扭矩点置于增压器压气机最高效率区,而额定功率点效率应在66%左右,能够提高柴油机高原综合性能;提高压缩比和起动机功率是保证高原起动性能的有效办法。     

分体式涡轮增压对船舶柴油机工作特性影响的数值模拟

为提升传统废气涡轮增压柴油机低负荷工况性能及瞬态响应特性,以某船舶推进柴油机为研究对象,建立并试验校准其一维数值仿真模型.提出了以系统综合油耗量最优为目标的分体式涡轮增压器运行策略确定方法,对比分析了采用分体式涡轮增压后柴油机各主要性能及排放参数的变化.结果表明:以柴油机各限值参数为约束,采用离散网格法可有效确定柴油机...     

柴油机增压技术在高原环境下的应用

总结了高原环境对发动机各方面性能的影响,以及研究人员针对功率下降提出的解决措施。增压系统的改进成为目前主要研究方向,介绍了两类改进措施:高原增压匹配和可调增压技术。以带放气阀的增压器、可调截面涡轮、二级增压、相继增压、电辅助增压和复合增压这几种典型的可调增压为重点,介绍了各种技术的原理、发展、应用现状,并讨论了这些技术在高原环境下的应用前景。通过研究成果的总结和方案之间的对比可知,可变截面涡轮、二级增压、转速可控复合增压方案不仅能够使柴油机获得较好的高原功率恢复效果,而且具有较强的实用价值。     

增压柴油机高原性能模拟程序的开发

为模拟增压柴油机在高原条件下运行的性能,开发了一种计算程序。计算程序包括了缸内工作过程的简化计算、进排气过程计算、增压系统计算等模块,可以预测增压柴油机的功率、扭矩、油耗率、最高燃烧压力、压气机流量、压比、膨胀比、涡轮前排温等参数。用此程序对3台不同型号的增压柴油机,分别进行了2 206、3 800和4 550 m海拔高度的高原性能模拟计算。为了验证模型的准确性,利用车载检测系统,在不同海拔高度进行了实地台架试验。结果表明:计算结果与试验结果有较好的一致性,达到了一定的计算精度。     

进/排气边界对高原柴油机缸内制动的数值模拟

基于单级增压柴油机构建一维热力学仿真模型,模拟了柴油机排气边界参数及不同增压系统的变海拔(0、2和4 km)缸内工作特性及制动功率.结果表明:在压缩上止点前,随着排气门开启持续期的增加,总平均指示压力、平均有效压力及制动功率先升高后略微降低;随着排气门开启时刻的推迟,总平均指示压力、泵气损失压力及平均有效压力先升高后略微降低;在压缩上止点存在最优的开启持续期及开启时刻,使得柴油机制动功率最大.相对单级增压系统,在海拔为0、2和4 km标定转速下,两级增压系统最大总平均指示压力分别提升65%、74%和55%,最大平均有效压力分别提升64%、68%和45%.相对原机(无缸内制动),单级及两级增压系统在海拔为0 km标定转速下,其制动功率分别增加112%、249%;在海拔为4 km时单级及两级增压系统制动功率分别增加164%、238%.     

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。     

高原条件下柴油机速度特性的计算模拟

对一台16缸增压中冷机车柴油机在高原条件下的速度特性作了数值模拟研究。通过改变大气压力来模拟柴油机在高原上运行的外界环境,分析了柴油机功率、燃油消耗率等动力性和经济性指标的变化情况。计算结果表明,大气压力每降低100kPa,该柴油机功率、扭矩下降2%~3%,油耗率上升2%~4%,而且随着大气压力降低,该柴油机低速性能变差甚至无法运转。     

涡轮调节方式对增压柴油机匹配性能的影响

通过分析对比涡轮增压器放气阀调节和可变喷嘴调节的柴油机性能,说明了放气阀调节导致柴油机高速性能变差的原因;给出了一个用可变喷嘴（ＶＮＴ）调节改善柴油机低速扭矩特性的实例;同时介绍了喷嘴调节的控制方案及其设计计算方法和试验结果,试验结果表明,本介绍的可变喷嘴调节方案斩并且是切实可行的。     

不同电增压方式对米勒循环柴油机性能影响的模拟研究

利用GT-Power进行建模,探究独立式与一体式两种电增压方式对米勒循环柴油机性能的影响。仿真结果表明:两种电增压都可以拓宽米勒循环的应用范围,一体式电增压适用于过量空气系数高的工况,独立式电增压适用于过量空气系数低的工况。与高转速大进气量工况相比,低转速小进气量工况使用电增压能获得更好的增压效果。     

蝶阀在可调二级增压柴油机中的调节特性计算研究

建立了以蝶阀作为调节阀的可调二级增压柴油机的平均参数模型,包括发动机本体模型、进排气系统模型、涡轮增压器模型和调节阀模型,其中蝶阀模型以工程上常用的流量系数为基础,针对柴油机排气的可压缩性进行了修正.利用该模型对调节阀的调节特性进行了计算研究.研究结果表明:蝶阀用作可调二级增压系统的调节阀在90°-60°开度区间内几乎无调节能力;在60°-0°开度区间内,能够近似地呈线性调节排气流量在阀门和高压级涡轮间的分配,同时也能实现对总增压压力的连续调节.     

可调二级增压柴油机增压压力控制策略计算研究

对可调二级增压柴油机的增压压力控制策略进行了计算研究,建立了可调二级增压柴油机的瞬态平均参数模型,应用模型对可调二级增压柴油机进行了系统辨识,得到了不同工况下增压压力对调节阀开度的频率响应伯德图。针对不同工况设计了增压压力的PI反馈控制模块参数,为了加快瞬态响应能力,为控制器添加了前馈模块。设计了柴油机的瞬态加载工况和稳态干扰工况。模拟计算结果表明:该控制器在增压压力提高了22 kPa的基础上,稳定用时却比单级增压的原机减少了4.6 s。在稳态测量误差的干扰下,控制器使增压压力的变化幅度只有不到2%。     

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。     

可调二级增压柴油机旁通阀特性和调节规律的试验

对柴油机应用可调二级增压系统进行了全工况的试验研究.结果表明,涡轮旁通阀可以对增压压力进行调节进而影响柴油机的性能.可调二级增压系统可以增大柴油机中低转速的增压压力,改善碳烟排放;当循环供油量增加后还可以提高中低速时的外特性转矩.中低转速中高负荷时,两级增压会提高进气量改善燃烧,明显地提高了燃油经济性.中高速时,进气量的提高没有明显地改善燃烧的效果,反而造成泵气损失增大,基于经济性考虑应开启涡轮旁通阀,与此同时为避免节流效应压气机旁通阀也应开启将高压级增压器完全旁通,旁通后由于复杂的进排气管增加了流动损失使得油耗略有升高.     

基于调节能力的柴油机可调二级增压系统匹配方法

应用等效增压器概念对柴油机可调二级增压系统进行了理论研究.建立了可调二级增压系统的等效增压器模型,得到了基于旁通流量比的等效涡轮流通面积表达式和基于旁通流量比与涡轮焓降比的等效增压器效率的表达式.等效涡轮流通面积表达式可用来分析可调二级增压系统的调节能力,并根据期望的调节能力匹配合适的高低压级涡轮增压器组合.等效增压器...     

增压柴油机进排气过程的模拟计算研究

基于GT-POWER软件建立了包括增压柴油机进气系统、排气系统和排气消声器的工作过程模拟计算模型,通过模拟计算研究了发动机的外特性指标、最高燃烧压力、进排气系统压力波动、消声器端口压力等参数的变化,试验验证表明:所建立模型能够正确预测发动机进排气系统中的压力波。     

大气压力对涡轮增压柴油机燃烧过程影响的试验研究

利用自制的微机化内燃机大气模拟综合试验系统 ,对在平原地区和海拔 2 0 0 0m大气条件下运行的涡轮增压柴油机燃烧过程进行了试验研究。根据试验结果 ,分析了运行在不同海拔地区涡轮增压柴油机的燃烧过程特点及其影响因素 ,所获结论有助于对在不同海拔地区运行的涡轮增压柴油机的工作性能进行认识和理解     

不同海拔下增压及增压中冷柴油机的燃烧过程

基于自行研制的微机控制内燃机大气模拟综合测控系统,对增压及增压中冷柴油机进行了大气压力对燃烧过程的影响关系及变化规律的试验研究．试验结果表明,随着大气压力减小,导致吸入气缸内的空气量减少,缸内吸气终了时温度和压力下降,从而使得增压及增压中冷柴油机缸内最高燃烧压力下降,燃油消耗率和排气温度升高,而且在不同转速、不同工况下,其下降率不同．