混合增压柴油机废气能量调整策略的仿真及分析

提出了一种比常规废气旁通的涡轮增压技术更加合理的混合增压技术方案,即在常规废气涡轮增压器转轴上并联一个能以电动机或发电机模式工作的高速电机,并引入相应的可逆储能元件.从解决常规涡轮增压器能量供需的矛盾入手,通过模拟计算可以得到混合涡轮增压器废气能量调整策略.计算结果表明,遵循这一能量调整策略的混合增压技术比废气旁通增压技术能更好地提高车用柴油机的性能.     

493ZQ型增压柴油机增压系统的设计及试验

本文以车用增压柴油机增压系统的设计为依据，对排气管中的废气能量及涡轮增压器与柴油机的匹配进行阐述、计算，并对增压器的选取、进排气管的设计进行分析，最后经发动机台架试验验证了上述设计的正确性。     

利用动力涡轮回收利用汽车柴油机的排气余热

对在车用增压柴油机增压涡轮后串联动力涡轮以回收利用柴油机排气余热进行了数值仿真研究。计算分析了动力涡轮直径大小对余热回收的影响,以及动力涡轮对柴油机本身性能和增压涡轮的影响。结果表明,动力涡轮的大小对增压柴油机系统影响较大,动力涡轮的选型应使动力涡轮在最大效率点运行时,柴油机和动力涡轮总输出功率最大;动力涡轮转速随动力涡轮直径的增大而降低,选用较大的动力涡轮有利于为其匹配传动装置。串联耦合动力涡轮之后,在柴油机高速时可提高系统总输出功率,降低有效燃油消耗率(BSFC),但在柴油机低速时会使系统性能恶化。建议使用低速旁通装置来限定动力涡轮仅在柴油机的高速区投入运行,以避免低速时柴油机和增压涡轮性能下降,高速时回收利用柴油机排气余热,达到节能的目的。     

一个车用增压柴油机的实时动态仿真模型

为进行电控增压柴油机的研究和开发,提出了一个车用增压柴油机的实时动态仿真模型。从控制的角度将系统分为压气机,发动机,废气放气装置和涡轮四个部分,将发动机每个工作循环和时间作为计算时间步长,将工作循环的平均参数作为计算目标,计算时间少,实时性好。对一台带有废气放气装置的车用增压柴油机的动态过程进行了仿真计算,计算结果与实测值进行了比较,计算精度满足实时动态仿真要求。     

混合涡轮增压系统的特点及关键技术研究

废气涡轮增压技术能回收部分废气能量而广泛用于车用发动机,但是其固有弱点限制了发动机性能进一步提高。混合涡轮增压系统是在废气涡轮增压技术基础上发展起来的一种性能优异的增压技术。本文介绍了混合涡轮增压技术来源及其研究现状,分析了它的特点和研制的关键技术,定性地论述了结构设计方案,最后进行了混合涡轮增压技术展望。     

离心式供油自动提前器纵横谈

近年来,随着我国汽车工业的迅速发展,高速车用柴油机的强化程度不断提高,对节能和限制废气排放物的要求日益严格,促使人们对其工作过程、增压匹配和燃油系统等方面作更加深入细致的研究。影响柴油机工作过程的因素颇多,供油提前角便是重要因素之一。当供油提前角过大时,燃油是在气缸内气体的压力和温度较     

可变进排气供油正时涡轮增压柴油机的研究

提出了一种改善车用高速增压中冷柴油机低速大扭矩性能的自动变进排气供油正时（ＡＶＩＥＩＴ）涡轮增压系统,阐述了ＡＶＩＥＩＴ系统的基本原理。     

增压柴油机的使用特点

随着我国高等级公路的增多,交通运输业的竞争日趋激烈,车用柴油机正向大功率、低油耗、低排放方向发展。增压柴油机在这种趋势下,正越来越得到用户的认可,但增压与非增压柴油机在使用维护上有什么差别呢?现以废气涡轮增压柴油机为例加以阐述。a.增压柴油机在启动后与停机...     

用V—MPC增压系统改善车用柴油机低速性能的研究

为改善车用涡增压柴油机低速性能，而又不损失高速性能，提出了Ｖ－ＭＰＣ增压系统，并对其进行了理论分析和实验研究。在某涡轮增压柴油机上试验结果表明，采用Ｖ－ＭＰＣ增压系统可改善低速性能。     

满足未来车用柴油机要求的燃油系统与增压系统的匹配

介绍了柴油机的最新进展情况,分析了未来柴油机的主要要求和技术发展方向以及对燃油唢射系统和增压系统的要求,并对满足未来车用柴油机要求的燃油系统和增压系统匹配的关键问题进行了讨论.     

两级涡轮增压对轻型柴油机性能影响的试验研究

在某轻型柴油机上设计了两级涡轮增压系统,进行了匹配两级涡轮增压的试验研究。研究结果表明,在较低转速高负荷工况,废气全部流经高压级增压器可以改善经济性,在较低转速低负荷工况,将进气旁通阀和废气旁通阀全开能够减小排气背压和进气节流损失,降低比油耗;在较高转速,进气旁通阀和废气旁通阀全开的经济性更好。经济性优化情况下,两级增压相对原机单级增压可以明显降低低速段和高速段的比油耗,外特性低速段的比油耗最大降幅达到21 g/（kW.h）,标定转速也降低了10.5g/（kW.h）,发动机的万有特性经济运行区明显变宽。     

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。     

生物柴油发动机的催化型连续再生系统的仿真研究

建立了CCRT系统模型,并根据试验参数对模型进行了标定。分别比较了不同工况下,燃用B20、BD50、BD100时DOC对常规排放气体的转化效率以及CPF的颗粒物再生情况。发现:DOC对NO的转换效率各工况差别较大,主要受排气温度影响;对CO及HC整体转化效率处于较高水平,去除效果较为理想。平衡时CPF内残留的颗粒物质量随转速升高而增加,随负荷增加而减少;低负荷、高转速工况是CPF再生效果最差的工况。随着生物柴油掺混比例的上升,DOC的NO_2出口浓度及NO转化效率上升,而对DOC的HC和CO去除效果影响较小; CPF残留颗粒物质量在高转速区域有所下降,而在中低负荷区域有所上升。主要原因是燃用生物柴油引发的排气温度降低和颗粒物排放降低。低负荷、高转速工况下,燃用BD50时CPF的再生效果最佳。     

空气反馈信号控制柴油机排气再循环系统研究

建立了一种排气再循环变EGR率控制系统。以新鲜空气质量流量信号代替EGR率或再循环排气量信号作为反馈信号，该系统模型，通过调节EGR阀门，改变再循环排气量，相应改变进入气缸内的新鲜空气量，使之基本达到相应工况控制要求值。在四种转速负荷条件下，对有、无这种EGR系统的SD1110柴油机排气中NOx浓度和燃油消耗率进行了对比，试验证明该系统可以有效降低柴油机NOx排放并保证一定燃油消耗率，同时还有效解决了反映再循环排气量信号的采集问题。     

EGR冷却温度对重型柴油机性能及排放的影响

以一台配有废气再循环(exhaust gas recirculation,EGR)冷却系统和可变几何截面涡轮增压器的高压共轨重型柴油机作为研究对象,进行了EGR冷却温度对柴油机性能及排放影响的台架试验研究。结果表明:随着EGR冷却温度降低,柴油机燃油消耗率、烟度和NOx排放均持续降低。而EGR冷却温度每降低1℃,柴油机燃油消耗率、烟度和NOx排放在不同转速、负荷下降幅差异明显。燃油消耗率在中等转速、低负荷工况降幅最大,NOx排放和烟度在高转速、低负荷工况下降幅最大;在考虑到EGR冷却系统消耗的能量后,可以通过计算得到理论燃油消耗率。在兼顾燃油消耗率和排放性的原则下得到了各工况下EGR相对最优冷却温度,而所得到的相对最优EGR冷却温度正是各个试验工况下理论燃油消耗率最低的温度。     

耦合太阳能的燃气轮机动态性能与控制特性研究

为深入研究耦合太阳能对燃机动态特性的影响,建立耦合太阳能的燃气轮机以及相应控制系统的动态模型。分析槽式集热器不同耦合方式对系统稳态性能的影响以及受到外界负荷及太阳直射辐射（DNI）扰动时各参数的动态响应,研究槽式集热器金属热容对系统动态特性的影响,针对比例积分（PI）控制,研究相应参数对系统调节效果的影响。结果表明,采用集热器布置在回热器前时,系统的排气温度相对较高,但系统效率会相对较低,受到外界负荷扰动时,系统响应更加迅速,采用集热器布置在回热器后时则可得到更高的燃料节省量;DNI变化时2种方式的系统响应速度相同;当集热器金属热容较小时,系统的响应时间主要受控制系统及回热器惯性影响,随着热容增加,调节集热器惯性参数为改变系统动态响应时间的最有效方式;比例系数K_p与积分系数K_i应合理选取,过大或过小均会使系统失调的危险性提高。     

柴油机新型螺旋流排气系统的设计和试验

采用数学规划优化方法对Ｎ８１６０ＺＣ柴油机新型螺旋流排气系统结构参数进行了优化设计;同时设计了一套结构参数完全一致的ＭＰＣ排气系统,并对螺旋流和ＭＰＣ排气系统进行了推进特性性对比实验。实验结果表明：在大部分运行工况下,螺旋流排气系统对Ｎ８１６０ＺＣ柴油机的整机性能有一定程度的改善,但在低速低负荷工况下较ＭＰＣ排气系统稍差。     

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。     

小型燃气轮机CCHP系统变工况性能入口加热调控研究

提出了一种利用冷热电联产系统(CCHP)低温烟气与环境空气混和加热控制压气机入口温度,提升燃气轮机冷热电系统变工况性能的方法,并以1.9 MW小型燃气轮机OPRA16为例,建立了CCHP系统模型,分析了调控方法的效果、机理。结果表明,入口混和加热可以有效改善冷热电联产系统变工况下系统性能,并扩展系统节能运行范围。与传统燃料流量调控方法相比,新型调控手段下夏季制冷与冬季供热模式下系统节能率分别提升5.7%和21.6%。     

Combustion and emission characteristics of a hydrogen-diesel dual-fuel engine

Hydrogen generated from renewable sources is an eco-friendly fuel that can be used in automotive industry or for energy generation purposes. Hydrogen is a high-energy content gas and its carbonless chemical structure can provide significant benefits of high thermal efficiency and near zero or very low carbon emissions when combusted with other fuels.In this study, the implementation of hydrogen fuel was tested at low and medium operating loads in a heavy-duty hydrogen-diesel dual-fuel engine. The paper provides a detailed experimental analysis of the effects of hydrogen energy share ratio and various combustion strategies such as exhaust gas recirculation, diesel injection pressure and diesel injection patterns.At low load conditions, engine operation with an H₂ energy share ratio of up to 98% was achieved without any engine operation implications. This condition provided a simultaneous reduction of carbon and NOx emission of over 90% while soot emissions were dropped by 85% compared to the conventional diesel-only operation. At medium load, the increased NOx emission due to the high energy content of hydrogen fuel was found to be the primary challenge.