涡轮增压系统IMO Ⅲ技术与解决方案

介绍了通过涡轮增压系统结合发动机机内技术来实现IMO Ⅲ排放标准的技术及解决方案。在IMO Ⅱ排放水平的基础上通过机内技术进一步降低NOx排放需要采用极强的米勒定时,因此需要较高的增压压力即两级涡轮增压,同时结合VCM（气阀控制系统）、紧凑型SCR系统或EGR等技术方法来实现IMO Ⅱ。IABB的研究发现,两级涡轮增压...     

主动的气流管理——摆脱在NOx排放和燃料效率之间寻找折中的索缚

二级涡轮增压通过增加压力来提高发动机的功率。然而,包括单级涡轮增压在内,二级涡轮增压须折中解决容积流量和空气压力的问题。迄今为止,其结果总是在燃料效率和NOx排放之间寻找到一种折中,而一台涡轮增压器的潜力因此得不到充分发挥。ABBTurbocharging近来在优化二级涡轮增压方面的努力已经表明,有一种方法可以构建一种涡轮增压解决方案,它可以充分地利用涡轮增压器的潜力。     

重型柴油机两级涡轮增压技术研究和探讨

两级涡轮增压技术能够显著提高柴油机的升功率,改善柴油机低速扭矩,降低排放和油耗,因此我们特从两级涡轮增压技术的原理、结构、特点和优势等几个方面展开了分析、研究和探讨,举例说明了国内外在两级涡轮增压技术方面的应用,并结合增压器开发实践指出了两级涡轮增压技术开发的过程和步骤。     

电子增压器可改善涡轮增压发动机低速性能

涡轮增压器可提高内燃发动机充气效率和燃烧热效率,可实现发动机小型化,有效降低排放和燃油耗;但涡轮增压器存在低速喘振、增压压力不足现象。采用电子增压器(EBooster),可有效改善且能显著提升涡轮增压发动机的低速扭矩。以一款2. 0 L涡轮增压直喷汽油机为研究对象,应用博格华纳生产的48 V第2代电子增压器,与涡轮增压器配合使用,研究电子增压器对涡轮增压发动机低速动力性能的影响。结果表明,电子增压器可以大大提升涡轮增压发动机低速扭矩。     

基于机械-涡轮增压系统的性能试验研究

采用增压技术可显著提高柴油机的功率密度,改善其燃油经济性和排放性能,中重型柴油机目前最广泛运用的增压技术是废气涡轮增压技术,但废气涡轮增压发动机在低速时,由于排气能量不足,增压效率较差。为解决此问题,本文从机械增压器的结构原理着手,阐述对机械增压系统和两级增压系统的研究,为柴油机的设计与研究提供实践经验和案例。     

不同增压系统对重型柴油机性能和排放影响的试验研究

在一台电控高压共轨重型柴油机上,基于高压冷却废气再循环(EGR),对比研究了带废气放气阀式单级固定涡轮截面增压器(WGT)、单级可变涡轮截面增压器(VGT)、二级固定涡轮截面增压器(WGT-FGT)和二级可变涡轮截面增压器(VGT-FGT)四种增压方式对柴油机性能与排放的影响。结果表明:可变截面相对固定截面增压系统(VGT相对WGT,VGT-FGT相对WGT-FGT),能显著提高涡前与进气压差,实现更高EGR率和更低的NO_x排放,同时能够提高进气充量,从而改善燃烧过程。随着NO_x比排放的降低,四种增压方式的油耗都呈现上升趋势,并且VGT-FGT、VGT、WGT-FGT和WGT的燃油消耗率依次升高。当NO_x原始排放控制在5.0g/(kW·h)左右,采用WGT-FGT时燃油消耗率相对WGT获得一定改善(与VGT和VGT-FGT相当),碳烟排放与VGT-FGT接近,明显优于WGT。随NO_x排放降低,可变截面增压系统相对固定截面增压系统逐渐表现出优势:当NO_x原始排放控制在3.5g/(kW·h)左右,VGT可以获得与VGT-FGT接近的燃油经济性和碳烟排放;当NO_x原始排放更低(2.8g/(kW·h)以下),VGT-FGT降低油耗和碳烟排放的优势更加明显。     

12缸V型柴油机增压系统方案讨论

随着国民经济的高速发展,新型多缸增压柴油机不断涌现,增压系统总体方案的优化对改善其经济性和排放特性有着重要的意义。本文对排量为5.22L/缸的12缸V型柴油机的增压方案选择进行了探讨。认为采用MSEM系统,将排气岐管布置在发动机V型夹角范围以内,两个混流式涡轮增压器置于发动机同一端。这种方案具有便于总体布置、排放好等优点。     

信息动态

CuproBraze———用于散热器制造的新技术近年来包括美国,欧洲,日本在内的世界许多国家都通过立法的形式对柴油机的排放做出硬性规定。新规定对路用、非路用机动车,和各种设备的NOx排放要求大大提高。目前大多数柴油机采用涡轮增压的形式以提高性能,降低排放。涡轮增压式的发动机的一个关键部件是进气冷却器(CAC)。该装置位于涡轮增压器和发动机进气歧管之间。经涡轮增压器压缩的空气密度会增加,温度也会升高,CAC可降低进气温度,一般可从204℃降低到约45℃,从而改善发动机性能。许多发动机生产商采用废气再循环技术(EGR)降低排放。该…     

12缸V型柴油机增压系统方案讨论

随着国民经济的高速发展,新型多缸增压柴油机不断涌现,增压系统总体方案的优化对改善其经济性和排放特性有着重要的意义.本文对排量为5.22L/缸的12缸V型柴油机的增压方案选择进行了探讨.认为采用MSEM系统,将排气歧管布置在发动机V型夹角范围以内,两个混流式涡轮增压器置于发动机同一端.这种方案具有便于总体布置、排放好等优点.     

电动增压与EGR结合对柴油机NOx和Soot的影响

通过仿真软件对某型废气涡轮增压柴油机加装电动增压器后,柴油机最大功率以及烟度排放得到改善,但是柴油机NOx排放增加。我们将电动增压与高压EGR结合,构建电动增压器结合高压EGR的连接回路,通过电动增压器同时将新鲜空气和废气进行增压后进入气缸。研究表明,柴油机低转速满负荷和中低负荷(30%)时,EGR率分别达到25%和15%时,柴油机NOx排放降低到原机以下的同时Soot排放并未超过原机;柴油机在低转速30%负荷时,采用电动增压+高EGR率(50%,55%,60%),气缸内燃烧温度降低至1 210K,实现了低温燃烧,NOx和Soot排放同时降低。     

两级和三级相继涡轮增压系统比较研究

首先根据内燃机进排气系统一雏非定常流动模拟计算"有限体积法-总变差减少"程序,建立柴油机两级和三级大小相继涡轮增压系统模拟计算程序.然后利用模拟计算程序对两级和三级大小相继增压系统进行研究.研究表明:采用三级大小相继涡轮增压系统优于两级相继涡轮增压系统.     

增压器结构参数对非道路直喷式柴油机排放性能的影响

结合某型增压柴油机的开发研制过程,为合理匹配柴油机和涡轮增压器,设计了不同0-0截面积的涡轮壳,不同进口直径的压气机叶轮和不同出口直径的涡轮叶轮.研究了增压器结构参数对柴油机排放和油耗的影响,排放试验参照中国非道路柴油机八工况法.试验研究结果表明,改变涡轮0-0截面面积和压气机叶轮进口直径对发动机排放和油耗影响较大,而改变涡轮叶轮出口直径作用不太明显.综合比较排放和油耗,最终选定方案8增压器与发动机匹配.     

两级涡轮增压

本文叙述了在何时何处采用两级涡轮增压的问题。一般是在单个增压器不能满足压气机的高压比或总效率时才使用两级涡轮增压。文章提供了在采用降低压缩比提高平均有效压力而使用两级增压的实例。文章讨论了两级涡轮增压系统的优缺点。缺点包括成本、装置体积和部分负荷时的运转问题等。除涡轮增压器匹配的某些问题以外,文章还讨论了在柴油机上装两级涡轮增压器的灵活性。本文所提出的这种紧凑布置是今后的方向。目前,由于两级涡轮增压的缺点,使其不如单级涡轮增压那样具有引吸力。这或许是因为单级涡轮增压器将继续朝高压比和高效率发展的原因。因此,必须采用两级涡轮增压才能获得更高压比的观点将发生变化。     

改善车用增压发动机加速性的技术发展

讨论了改善涡轮增压发动机低速扭矩特性及加速性,降低加速排放烟度所采取的各种技术方案,及其发展情况。经分析表明电动增压器具有更大的发展潜力,能够更有效地改善车用增压发动机的工作特性,满足更严格的排放标准。     

改善车用涡轮增压发动机转矩特性的措施研究

在分析涡轮增压发动机低速转矩矩不足和瞬态响应特性较差原因的基础上,提出运用小型涡轮技术、双级增压系统、进气旁通增压系统、排气旁通增压系统、可变喷嘴环流通截面涡轮增压系统、节流阀式涡轮增压系统、双蜗壳通道涡轮增压系统、电子辅助涡轮增压（EAT）系统与涡轮、机械双增压（TSI）系统是改善涡轮增压发动机转矩特性的有效措施。     

汽油机两级增压系统的匹配与性能研究

在某单级涡轮增压汽油机的基础上,围绕提升低速扭矩及改善涡轮迟滞效应进行了复合增压系统、两级涡轮增压系统匹配方法研究。采用GT-Power软件建立某汽油机单级涡轮增压与两级增压发动机(复合增压发动机和两级涡轮增压发动机)仿真模型,并借助实测结果进行校核。在此基础上,利用模拟计算结果对单级涡轮增压和两级增压系统的低速扭矩特性、动态响应特性和燃油经济性进行比较分析。研究结果表明:复合增压与两级涡轮增压发动机的低速扭矩特性比单级涡轮增压发动机分别增加了62.80%和54.35%,燃油经济性分别减少了23.45%和22.71%;动态响应特性由优到劣依次为复合增压、两级涡轮增压、单级涡轮增压发动机,并且在1 500r/min(低速区域)三者动态响应特性差距最为明显。     

JK80VNT增压器的开发研究

可变喷嘴涡轮调节技术是改善增压柴油机低速性能、降低柴油机排放的有效措施。本文对JK80VNT增压器进行了设计计算，将所设计的转叶式可变喷嘴涡轮增压器进行了涡轮性能试验，试验结果表明它能够有效地调节涡轮特性。并进行了可变喷嘴涡轮增压器与CA6106柴油机的匹配试验，将其结果与带放气阀增压器的试验结果进行了比较，结果表明CA6106柴油机高速油耗和整个外特性烟度都得到明显的改善。     

柴油硫含量对发动机颗粒物排放影响的研究

硫含量是柴油的主要特性之一,它对柴油机排放具有重要的影响.本文选择两台涡轮增压柴油机,一台柴油机在发动机试验台上进行ECE R-49试验,另一台安装在轿车上的高速、4缸、直喷共轨、涡轮增压、排量为2L的柴油机在汽车底盘测功器上进行NEDC试验,研究了硫含量对柴油机颗粒物排放的影响.研究结果表明:柴油中的硫含量对柴油机颗粒排放有很大影响,减少柴油硫含量能直接降低柴油机的颗粒物排放.     

基于逆向工程的涡轮三维模型的重构

现代车用发动机普遍采用涡轮增压技术,而涡轮是涡轮增压器的关键部件,其结构和精度关系到发动机的动力性、经济性和排放性能。采用现代逆向工程技术,应用UGImageware软件对某增压器的涡轮进行了三维CAD模型构建。提出了涡轮反求的方法,着重研究了涡轮的点云处理、曲线生成、曲面重构,并对涡轮进行了装配。     

引流式涡轮增压器的实验研究

本文提出了涡轮增压器的引流设想及基本原理,进行了改型设计及台架实验,获得了引流涡轮增压器压气机及涡轮的实验结果。经过与常规涡轮增压器特性的比较和引流涡轮增压发动机的性能预测,可以认为:引流方案是改善发动机低速扭矩特性,减少发动机黑烟排放和降低油耗的一个有效措施。