天然气发动机增压器性能分析与匹配优化研究

针对目前天然气发动机增压器低速扭矩不足,低速和部分负荷下经济性差,瞬态响应迟钝的不良现状,基于一台10L采用混合进气的天然气发动机,研究分析了其废气涡轮增压器性能,并结合试验数据分析结果,采用软件分析手段,提出了优化匹配方案。     

应用电子增压器对涡轮增压发动机性能改善研究

以1款2.0 L涡轮增压直喷汽油机为研究对象,试验研究应用电子增压器(E-Booster)提升涡轮增压发动机低速性能,及改善发动机低转速区涡轮增压动态响应。试验结果显示:应用E-Booster后,1 000 r/min点的外特性扭矩提升近59%,发动机1 000~1 500 r/min低转速区间的扭矩响应时间缩短40%。同时对E-Booster的原理、布置方式、验证试验方法、以及EBooster不同介入程度对发动机运转参数影响进行分析总结,为后期E-Booster广泛应用提供可借鉴的经验和启示。     

VVT和TCI技术提高发动机热效率的研究

本文针对一款汽油发动机,通过试验的方法,分别对VVT(可变气门正时)和TCI(涡轮增压中冷)技术提高其热效率进行了对比分析。试验结果表明,VVT和TCI都可以有效的提高发动机热效率,但在不同的运行工况下,其效果不同。同时,本文研究了VVT联合TCI技术提高汽油机热效率的效果及其影响因素。对于涡轮增压发动机在部分负荷下燃油耗率较高,通过一维模拟计算,分析了发动机使用涡轮增压后,热效率降低的影响因素,初步提出改善涡轮增压发动机部分负荷下热效率的思路。     

涡轮箱0-0截面对柴油机性能影响的计算研究

针对传统的涡轮箱0-0截面选配方法在发动机性能调试过程中存在的周期长、成本高等问题,利用AVL BOOST发动机性能分析软件建立了不同涡轮箱0-0截面积的某12V150柴油机性能计算模型,分析了涡轮箱0-0截面积对柴油机性能的影响规律,并通过试验进行了验证,为柴油机性能改进奠定了基础。     

JZG32A涡轮增压器与16SGT双燃料发动机的匹配

通过对１６ＳＧＴ双燃料发动机技术参数的分析、计算和优化,选配了ＪＺＧ３２Ａ国产涡轮增压器。配机试验表明,发动机的排气温度和热负荷明显降低,ＪＺＧ３２Ａ涡轮增压器的性能完全满足１６ＳＧＴ双燃料发动机的要求。     

三轴燃气轮机发电机组突变负载控制策略研究

基于整机试验与仿真,对三轴燃气轮机发电机组突变负载控制策略进行了研究。试验结果表明,改进后的功率前馈加燃气发生器转速串级PID闭环控制方案具有响应速度快、抗干扰能力强和自适应性好的特点,可满足瞬态发电要求。当突增40%负载时,动力涡轮转速下降值不大于4%,恢复时间不超过2 s;仿真结果表明,甩负荷时提前打开低压压气机出口放气阀放气不仅改善了压气机工作裕度,还可以抑制动力涡轮转速的增长,当放气25%时动力涡轮转速超调量与不放气相比下降3%,恢复时间减少10 s。     

车用发动机模拟排气脉冲发生器的设计及涡轮非稳态特性

在分析发动机排气压力波特征、明确脉冲发生器设计目标的基础上,提出了脉冲发生器转动盘开口型线的改进方案和脉冲发生器的设计计算方法.结果表明,改进后的压力波更加贴近于实际的压力波.利用试验对改进方案进行了验证,由试验得到的压力波与计算结果和目标值吻合较好,证明了设计计算方法的可行性和改型方案的正确性.搭建了涡轮非稳态特性试验台,对涡轮工作在发动机标定工况下的特性进行了试验研究,发现涡轮的非稳态特性与稳态特性存在着比较大的偏离,例证了"准稳态"假设在处理非稳态问题时存在着很大的不足.     

直喷增压汽油机扫气功能作用机理及应用研究

阐述了增压直喷(TGDI)汽油机中扫气现象发生的必要条件和发动机基本配置对扫气的影响,讨论了低速全负荷工况下的扫气原理,分析了扫气功能对发动机性能的影响。针对提高废气涡轮增压器快速响应性的问题,提出了扫气模式下发动机控制策略的基本构想。     

增压柴油机排气压力波的对比试验研究

为了对某增压六缸发动机的性能做进一步的改进,对其涡轮入口处和排气支管出口处的排气压力波变化规律进行了试验研究.试验结果表明,涡轮入口处和排气支管出口处的排气压力波平均值变化规律相同:在不同的负荷特性下,排气压力波平均值都随着扭矩的增大而增大;不同转速下相同扭矩测试点的排气压力波平均值,都随着转速的增大而增大.在不同的负荷特性下,涡轮入口处和排气支管出口处的排气压力波强度变化规律不相同,涡轮入口的压力排气波强度要大于排气支管出口处的排气压力波强度.     

MAN-B&W涡轮增压器发展

<正> 据Hanns-Gunther Bozung介绍,MAN-B&W公司的废气涡轮增压器已在两个主要方面获得了改进;一方面是涡轮增压器可用范围扩大了。力图降低柴油机燃油消耗率和改善部分负荷的性能,这就愈来愈强烈地要求提高涡轮增压器的效率以及对应于发动机各负荷时的效率。1982年涡轮增压器最大效率可达69%,     

大功率船用天然气发动机燃气系统压力波动特性研究

以改善大功率船用天然气发动机燃气系统压力波动,减少各缸喷射过程的互相干扰为目标,确定燃气系统主要结构参数设计原则。采用发动机燃气系统压力波动试验数据标定仿真计算模型;对燃气系统突加/突卸负荷开展预测研究,分析各缸压力波动及其对燃气喷射率的影响,提出为保证燃气系统正常工作,突加/突卸时间应大于0.5 s。     

TBD234天然气/柴油双燃料发动机改装技术研究

分析TBD234V6型柴油机改装为天然气/柴油双燃料发动机的技术原理,对关键部件及控制策略进行了设计和研究.台架试验表明,改装后的双燃料发动机与原机相比,动力性保持不变,排放有部分改善;在负荷突加突卸的情况下,具有较好的响应特性;燃油替代率较高;系统具有良好的操作性、安全性和可靠性;经济效益和社会效益较好.     

内河船舶LNG发动机-蓄电池混合动力系统性能仿真

为改善船舶天然气发动机动力系统调速性能,提高内河液化天然气（LNG）燃料动力船舶的操纵性及安全性,提出构建天然气发动机-蓄电池混合动力系统。分别针对LNG发动机动力系统及混合动力系统建立Matlab/Simulink仿真模型,并实现了船舶起动和变负荷过程。对两种仿真系统的仿真结果进行分析,结果表明：采用该混合动力系统的船舶变负荷过程航速变化区间变大,系统达到稳定时间缩短;采用设计的控制策略,天然气的消耗最多降低19.6%;NOx、CO、HC排放分别最多降低22.1%、18.5%、23.6%。     

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。     

基于灰狼优化算法的燃气轮机自抗扰控制参数整定研究

为了优化负载突变情况下燃气轮机性能,基于灰狼优化算法对燃气轮机自抗扰控制进行了参数整定,并在燃气轮机0.2额定工况范围内发生负载突变情况下进行了半物理仿真实验。仿真结果表明：与传统PID参数控制结果相比,负载由0.6额定工况突增至0.8额定工况和由0.8额定工况突降至0.6工况情况下,动力涡轮转速上升时间分别缩短1.28 s、1.07 s,调节时间缩短11 s,最大超调量分别减少了0.25%、0.3%。     

燃气机热泵变负荷特性的试验研究

燃气机热泵是一项高效节能技术，在试验条件下其一次能源利用率PER为1．13～1．79。为了解交负荷时燃气机热泵的性能，通过试验得到了燃气机热泵的发动机负荷特性、发动机余热回收和燃气机热泵的总体特性曲线。结果表明：随着发动机转速的增加，燃气机热泵的COP和PER是下降的，但下降的幅度较为平缓，且保持较高的数值。通过对IPL Vcop值的分析，发现燃气机热泵的IPL Vcop比热泵系统的大，这说明燃气机热泵的部分负荷性能好，可以很好地实现交负荷运行。     

Impact of oxygen enriched combustion on the performance of a single cylinder diesel engine

In the present experiment, a computerized single cylinder diesel engine with a data acquisition system was used to study the effects of oxygen enriched combustion technology (OECT) on the performance characteristics. The use of different levels of oxygen-enriched air was compared with respect to percentage load. Increasing the oxygen content in the air leads to faster burn rates and increases the combustibility at the same stoichiometry (oxygen-to-fuel ratio). These effects have the potential to increase the thermal efficiency and specific power output of a diesel engine. The power increases considerably with oxygen enrichment. In addition, oxygen enrichment can also be considered as a way to reduce the sudden loss in power output when the engine operates in a high load condition. Assessed high combustion temperature from the oxygen enriched combustion leads to high combustion efficiency. OECT reduces the volume of flue gases and reduces the effects of greenhouse effects. Engine tests were conducted in the above said engine for different loads and the following performance characteristics like brake power (BP), specific fuel consumption (SFC), mean effective pressure, brake thermal efficiency, mechanical efficiency, and exhaust gas temperature were studied. The objective of this paper is to address, in a systematic way, the key technical issues associated with applying OECT to single cylinder diesel engines.     

汽油机燃用乙醇和含水乙醇与汽油的混合燃料的试验研究

报导了在摩托车汽油机中燃用乙醇-汽油混合燃料的试验结果，并与燃用汽油时的结果进行了对比分析。结果显示，汽油机燃用乙醇和汽油的混合燃料，当纯乙醇或含水5％的工业乙醇在混合燃料的比例为10％的时候，即使发动机的结构不变、燃油系统和点火系统不作任何调整动的时候，发动机的全负荷输出不受影响，发动机的能耗率得到改善、HC和CO排放有所降低，但是NOx排放会有显著的增加。     

改善热面点火天然气发动机起动和运转性能的研究

针对热面点火天然气机起动困难以及低负荷循环波动大、高负荷燃烧敲缸、Nox排放数值较高的问题,通过台架试验,分别研究了3种燃料添加剂、进气加热温度、隔热措施及热EGR对发动机起动和运转性能的影响.结果表明,采用3种添加剂、提高进气温度和燃烧室隔热,有利于天然气着火起动和稳定燃烧.采用热EGR有助于天然气发动机扩展功率范围并有利于降低Nox排放.     

高压中冷EGR对直喷增压发动机油耗影响的试验研究

基于某一直喷增压发动机,研究了EGR对发动机小负荷油耗的影响。结果表明：在改善油耗方面,原发动机使用进气门晚关策略优于使用内部EGR策略;在低转速小负荷工作区域,外部中冷EGR对油耗的贡献主要来自于降低了泵气功,但是过多的EGR气体引入容易导致燃烧不稳;使用高压EGR时,最佳的进排气VVT角度与无EGR时相同。