改善天然气发动机突变负荷特性的增压器优化

针对气体发动机负荷突变时瞬态响应性差的问题,以某大功率涡轮增压天然气发动机为例,采用理论分析、仿真计算与试验验证相结合的方式,分析响应滞后的原因,并提出了更换更小截面的涡轮增压器喷嘴环,调整点火提前角以及设置燃气喷射量限制等改进措施。经试验验证,改进后的发动机在负荷突变情况下满足G2级别的发电机组性能要求。     

重型点燃式甲烷发动机

摘要降低市区污染可选择的方案有电力牵引、改进发动机和天然气发动机.从近期观点来看,把现有的柴油车发动机改装成点燃式天然气发动机有吸引力.本文包括把柴油机改装成点燃式天然气发动机所作的分析.对改装的增压发动机和非增压发动机都给出了试验数据.排放物数据表明:改装的天然气发动机满足现今欧洲经济共同体排放物法规要求.     

济柴某型电控多点喷射系统天然气机组试验研究

为满足油田钻井动力对天然气发电机组的需求,提高天然气发电机组对冲击性负载的适应性,济柴开发了某型基于电控多点喷射系统的天然气发电机组。本文就济柴外混式进气系统与电控多点电喷系统的天然气发电机组的试验进行了配置,对试验台架进行了设计,就两种进气系统的单机性能对比试验、机组瞬态性能对比试验、机组综合性能对比试验进行了试验研究。     

柴油机瞬变工况的动态响应及燃烧劣变分析

利用瞬态控制和测试系统,研究了增压柴油机恒转速增转矩瞬变工况不同加载时间和转速对发动机动态响应及燃烧劣变的影响.为分析问题的方便,定义了一个评价瞬变响应性能的参数——滞后系数.结果表明:在相同加载时间下,发动机的油量、转矩、进气量和NOx的滞后系数依次增大;随着加载时间或转速的减小,各参数的滞后系数逐渐增大;与稳态工况相比,瞬变过程中发动机存在进气延迟、空燃比降低、燃烧相位推迟、烟度和燃油消耗率增加等燃烧劣变问题,且随着加载时间或转速的减小,上述的"问题"越严重.     

国Ⅴ天然气发动机增压器匹配试验研究

以一台2.9 L排量柴油机改装成的天然气发动机为载体,在发动机性能试验台架上,对比研究了不同涡轮增压调节执行器的开启压力对发动机性能的影响。试验以发动机的外特性工况作为参考依据,通过台架设置保证试验过程的功率和扭矩与外特性工况尽量一致,再分析试验结果。试验结果显示:试验匹配的增压器能够满足发动机的外特性需求,并且增压器旁通阀具有足够的旁通能力,但旁通阀系统需要优化,以满足低速段的大扭矩的要求和高速段高旁通的要求;匹配的增压器使三元催化器的工作温度达到400~700℃,能够满足后处理应用要求。     

基于空燃比控制的可调两级增压动态性能研究

以6缸可调两级增压柴油机为研究对象,设计了高压涡轮旁通闭环控制系统;建立了前馈式PI闭环控制算法,在瞬态过程中采用根据空燃比及其变化率对旁通阀开度进行调节的策略。瞬态工况试验表明,设计的闭环控制系统和算法对发动机动态响应性能的提高具有明显的效果。当发动机喷油量或者转速增加时,系统判断其进入加速或加载阶段,旁通阀立即关闭,进气压力迅速建立,减弱了涡轮增压系统的迟滞效应;当过量空气系数出现上升趋势时,旁通阀调节至查表所得的开度,待发动机喷油量和转速均不发生变化时,系统判断发动机恢复稳态,进入稳态闭环调节模式。对比其他不含动态判断的情况,发动机动态响应特性明显提升。     

6105ZQS双燃料发动机的开发及试验研究

针对6105ZQ增压中冷发动机开发出了610SZQS柴油-天然气双燃料发动机。为了进一步对6105ZQ双燃料发动机进行性能研究，针对燃烧室结构参数、供油提前角、天然气替代率等对双燃料发动机性能有重要影响的因素进行了试验，研究其对发动机性能、缸内压力升高率、放热率以及缸内温度的影响，为今后开发天然气电控喷射式双燃料发动机及提高其性能提供依据。     

NQ190N天然气单燃料发动机的开发

论述NQ190N天然气单燃料发动机部分零部件进行的重新改进设计,废气涡轮增压系统和控制部件的优化匹配试验,闭环、稀燃电控系统的开发、催化转换器的选择匹配等工作,以及对样机的重要数据测试和性能试验。测试和试验结果表明,NQ190N天然气单燃料发动机技术指标达到了设计要求。     

压缩天然气发动机的设计及性能研究

为提升压缩天然气(CNG)发动机的综合性能,从考察、研究压缩天然气理化特性的角度出发,选择在一款柴油机原型机上改装天然气发动机,为天然气发动机设计燃料供给系统、进气系统、点火系统、燃烧系统以及后处理系统,以满足压缩天然气在发动机上的相关燃用要求。对改装设计的压缩天然气发动机开展台架试验研究,分析压缩天然气发动机的负荷特性、速度特性以及万有特性,并综合评价改装后的压缩天然气发动机性能表现。研究结果表明:相比于柴油机原机,改装设计的压缩天然气发动机最大转矩提高约22%,动力性增强;同时最小等热值有效燃油消耗率下降约2%,经济性获得改善;且压缩天然气发动机的升功率和比功率提升,发动机强化程度提高。     

天然气发动机点火系统研发的理论与实践(上)

点火系统对发动机性能有非常重要的影响,点火系统的研发是一个跨电磁学和内燃机燃烧学科的课题。本文回顾了汽车点火系统的发展历程,对一汽锡柴的天然气发动机点火系统技术水平进行定位;研究了点火系统各变量之间的关系及其对发动机燃烧和性能的影响;研究了天然气发动机与汽油发动机点火系统所需击穿介质的物理和化学特性的差异;参考点火能量模拟计算和测试结果,确定一汽锡柴6SN1天然气发动机点火系统点火能量;综合平衡点火系统性能、寿命、成本,确定一汽锡柴6SN1天然气发动机点火系统的主要零件结构参数、性能参数;为满足更高排放要求,针对不同排放控制策略、提出未来点火系统的发展方向。     

T12V190ZLD型燃气机研制

T12V190ZLD型燃气机是在12V190T自然吸气型燃气机的基础上，应用先进的增压中冷技术、燃烧技术进行优化设计而成，并经试验验证取得预期效果，达到了设计技术要求。     

基于dSPACE的柴油机相继增压系统试验研究

为了加快柴油机相继增压控制系统的开发进度,降低开发成本,选用dSPACE实时仿真平台作为相继增压系统控制原型,在TBD234V12相继增压柴油机试验台上进行了相继增压稳态性能试验和动态切换试验。试验结果表明:基于dSPACE实时仿真平台开发的相继增压控制软件及自制硬件电路可以实现对相继增压系统的有效控制,确定以经济性最优为原则的相继增压切换边界。根据动态切换试验数据,确定TBD234V12柴油机相继增压切换延迟时间合理范围为0.5～1.0s。     

基于Simulink在不同排气背压下VGT增压系统控制策略

为了改善柴油机在高背压环境条件下进排气流速降低、涡前排温、缸内最高燃烧压力和油耗升高等问题,采用Simulink软件,基于柴油机数学模型建立某型号柴油机零维仿真模型和可变截面涡轮(variable geometry turbine,VGT)增压系统仿真模型,并根据试验结果对模型进行校核.利用所建立的仿真模型模拟在不同排...     

柴油机采用4台增压器相继增压性能的试验研究

为改善TBD234V12柴油机的低负荷性能,对其进行4台增压器相继增压的设计和改造,并进行试验研究。针对试验结果的比较和分析提出三阶段相继增压的方案,确定三阶段相继增压的切换边界。研究结果表明:采用4台增压器相继增压能明显改善原柴油机的低工况性能,燃油消耗率最高降低了9%,涡前排温最高降低了25%,扭矩范围最大提高了12.6%。     

柴油机混合涡轮增压系统的研制及试验研究

混合涡轮增压系统是在常规废气涡轮增压器转轴上集成一个既能电动又能发电的高速电机,介绍了研制这一新型增压系统的关键技术和样机在增压器试验台上的试验研究.等压气机流量试验结果显示:混合涡轮增压系统从功能上达到了电动/发电的设计要求,可以根据负荷调整高速电机的工作模式和功率.混合涡轮增压系统在小流量时电动的潜力大,而在大流量时发电功率大.其次,通过调整混合涡轮增压系统的高速电机功率能够拓宽涡轮膨胀比变化范围.另外,由于采用滚动轴承等措施,样机的机械效率高于常规废气涡轮增压器,试验时最高机械效率达到96%.加速特性试验结果表明:混合涡轮增压系统的加速时间比普通废气涡轮增压器缩短40%以上,并且高速电机的电动功率越大,改善涡轮滞后的效果越显著.     

ABB增压系统应对未来发展措施

介绍了ABB公司针对大功率发动机的发展需求,不断发展其增压器技术的情况,具体体现在以下几方面:在单级高压比A100-L系列增压器基础上,进一步扩大容积流量以满足更大功率的覆盖范围;用于低速机的新一代A200-L系列增压器,通过高压比调节方式可替代可变几何涡轮优化部分负荷;ABB两级增压系统的配置及两级增压系统在柴油机和气体机应用的典型案例;分析了两级增压系统潜能,两级增压系统结合可变气门正时技术,可显著降低NOx排放和燃油效率,提高发动机瞬态特性。     

L20V190天然气发动机的研发

介绍了济柴自主研发L20V190天然气发动机的过程,主要包括:整机性能指标设定及分析计算,方案布置,详细设计,样机投制及产品调试等。台架试验表明:L20V190天然气发动机相关技术指标达到了设计目标。为后续批量生产及下一代天然气发动机产品开发奠定了基础。