涡轮增压柴油机高排气背压下变工况性能的研究

本文提出了潜艇废气涡轮增压柴油机工作性能的计算方法和程序。在理论上,模拟研究了废气涡轮增压柴油机在高背压下变工况的性能。     

柴油机超高增压的电控技术

建立了PA6-280柴油机零维模型,通过仿真计算分析了在PA6-280柴油机上采用超高增压技术的技术改进方向。计算结果表明,采取喷油、配气综合电子控制实现Miller循环的超高增压柴油机在全负荷工况下可提高功率55%,最高爆发压力在部分负荷下可提高3MPa～4MPa。     

车用柴油机增压匹配数值模拟研究

使用VC 和Matlab分别建立了柴油机、涡轮增压器、进排气管及中冷器的数值模型,并编制了涡轮增压器与柴油机的匹配计算程序。应用该程序对某柴油机与某径流式涡轮增压器联合工作过程进行仿真计算,得到柴油机的性能参数及与该增压器的匹配数据,最后通过试验结果对数学模型、增压器与柴油机匹配程序的可行性进行了验证。     

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。     

增压柴油机加速过程的试验研究

本文论述增压柴油机在外载荷突变时,喷油调速系统、缸内工作过程、排气管系统、涡轮增压器、测功器载荷之间的相互匹配,提出了相应的模拟计算程序。阐述在加速过程中燃油喷射量、缸内燃油热能转换效率、及其随过量空气系数的变化,调速器行程诸参数的确定方法。为检验计算模型的可靠性,特对一台中速增压柴油机进行了加速过程的计算与试验,结果表明,两者吻合。本计算与试验方法可用以研究增压柴油机在外载荷突变时的不稳定运转过程与优化改善增压柴油机加速过程的方法。     

排气背压对增压柴油机功率的影响分析及其改进方法

建立了某涡轮增压柴油机一维工作过程模型并经试验验证;用该模型研究了排气背压的升高对涡轮增压柴油机输出功率的影响,并通过增压系统的重新匹配和设计改造,探讨了两种改善发动机环境背压适应性的方案。     

对中速船用柴油机过渡工况特性影响因素的研究(第一部份计算过程)

随着增压度的不断提高,中速柴油机在船舶航行中的操纵性能明显地恶化了。因此有必要对增压柴油机过渡工况特性的各个影响因素以及加速和控制措施加以研究。本文的第一部份将介绍中速船用柴油机过渡工况特性的计算模型,其基础是稳定工况的工作过程计算。采用这一计算模型时,将柴油机分成多个工作容积,然后根据“容积法”确定各容积中的状态参数,废气涡轮增压器作为这一系统的边界条件,而燃烧过程则用韦伯(Vibe)提出的模拟燃烧过程。通过每一步计算,从废气涡轮增压器的能量平衡中确定涡轮增压器的转速变化,根据负荷力矩确定柴油机的转速变化。为了检验计算模型的准确性,在Blohm&Voss公司对皮尔斯蒂克中速柴油机进行了多次试验台测量,从而掌握了稳定工况和过渡工况特性下柴油机的性能参数,并进行了数值计算。将实测的稳定工况和过渡工况特性参数同计算结果作比较后证明,两者非常一致。     

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.     

排气有用能评价参数的探讨

本文针对废气涡轮增压系统及其排气能量利用的特点,讨论了排气有用能的评价参数以及其所必须满足的若干条件.在此基础上,根据热力学第二定律,提出以涡轮?差函数作为排气有用能的评价参数,并作了详细的理论分析.本文还利用该参数对6PA6L柴油机排气有用能的动态传递过程进行了计算,给出了排气能量从气缸传递到涡轮的损失.     

车用柴油机涡轮增压匹配系统软件开发

根据涡轮增压柴油机的平均参数模型,建立了车用柴油机增压选型与匹配系统,可以完成对增压方案的选取、增压参数的计算以及增压器型号的选取等工作;以Visual C++为开发平台,进行了系统软件的开发;以D6114柴油机为例进行了匹配计算,并与相应的试验结果进行对比,两者吻合良好,进一步验证计算模型、程序的正确性。     

VNT增压系统对柴油机性能影响研究

研究了VNT增压系统及其对柴油机性能的影响。通过涡轮增压器台架试验,研究了VNT增压系统不同叶片开度的涡轮流通特性;建立了HPD柴油机工作过程及VNT联合仿真模型;计算分析了VNT可调叶片位置变化对压气机出口压力、涡轮前压力、柴油机功率的影响规律,为HPD柴油机增压系统方案设计提供了依据。     

在不同大气状况下二冲程高增压柴油机性能参数的修正

关于涡轮增压二冲程柴油机在不同大气状况下性能参数的修正问题,目前发表的资料很少。本文应用国际内燃机协会(CIMAC)推荐的工作过程计算程序,对国产Hudong—E390V型二冲程涡轮增压中速船用柴油机进行计算,得到了柴油机性能参数随大气状况变化的关系,从而求得了修正公式及修正系数,把在不同大气状况下柴油机台架试验的结果,修正到标准大气状况后进行统计推断分析,认为修正结果相当准确。该项用程序计算的修正方法已被有关单位正式采用,并可推广应用于其他型式的柴油机。     

关于柴油机谐波函数供油凸轮的研究

<正> 近年来高强化中高速柴油机的发展对供油凸轮提出了更高的要求,要求高的喷油速率、良好的喷油规律和较低的接触应力。该文根据国外近年对供油凸轮的函数化的探索和在PA5、PA6机型上的应用,作者结合280Z型柴油机供油凸轮的研究,建立了谐波函数供油凸轮的数学模型,并利用柴油机燃油喷射过程的计算模型建立了一个综合计算程序。所谓综合计算程序就是把凸轮的运动学、动力学计算和燃油喷射过程的计算结合起     

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。     

农用柴油机平均值模型

在他人研究的基础上提出了农用柴油机平均值模型的建模理论与方法,并利用MATLAB/Simulink软件,以潍柴WP6. 240增压中冷柴油机为原型机,建立了农用涡轮增压柴油机的平均值模型,并且通过发动机台架试验对所建立的平均值模型进行了验证。验证结果表明,模型计算结果与发动机试验结果有很好的一致性,所提出的柴油机平均值模型建模方法可以准确地用于农用柴油机模拟计算。     

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.     

高背压柴油机工作过程模拟和试验研究

本文对高背压柴油机的工作过程进行了模拟,按照柴油机的热力工作过程,将涡轮增压柴油机划分为缸内、排气管、涡轮增压器和中冷器四个热力系统,联立后形成柴油机工作过程模拟程序.为检验模拟程序进行了多工况的试验研究,结果表明模拟计算具有较高的精度.利用经考核的程序,对涡轮增压柴油机负荷特性的主要参数进行了研究.     

高强化两级涡轮增压柴油机匹配性能仿真研究

本文建立了某高性能单级涡轮增压柴油机GT-Power性能仿真模型,结合试验数据对模型进行了校核和验证.根据对原型机仿真模拟计算结果的分析,选取Garrett公司T系列涡轮增压器,为其匹配了两级可控涡轮增压系统,并建立相应的整机性能仿真模型,在此基础上研究分析了废气旁通阀开度变化以及高低压级增压器分别采用可变几何涡轮对整机匹配特性的影响等.计算结果表明：采用两级可控涡轮增压系统后,在兼顾原机高工况性能的同时,能有效改善其低工况的性能,在全工况范围内能实现与柴油机的良好匹配.     

VNT可变涡轮增压器与柴油机的匹配研究

根据一款WG增压柴油机原机的基本结构参数和试验数据,匹配一款VNT废气涡轮增压器,建立VNT增压柴油机的GT-Power一维计算模型,并对柴油机外特性工况和ESC工况进行仿真计算研究。分别以动力性和经济性参数为分析指标,对外特性工况和ESC工况的VNT开度进行优化选择。研究表明,开度优化选择后的VNT柴油机与柴油机原机相比,外特性转矩均有较大幅度提高,最大转矩工况的运行范围拓宽,且VNT增压器的转速在整个转速范围内提高,联合运行曲线的高效率范围扩展;ESC工况加权比油耗值下降幅度约为3.8%,且空燃比增大,VNT柴油机经济性获得提升。可以得出结论,VNT可变涡轮增压器与柴油机匹配良好。     

6135型超高增压柴油机旁通补燃控制规律的研究

本文介绍通过理论和实验方法对6135型超高增压柴油机旁通阀和补燃油量的控制规律所进行的研究工作。实验是在我们建立的二级涡轮增压旁通补燃6135柴油机机实验台上进行的,实验结果与理论计算结果吻合较好,这表明:研究中所使用的计算模型和程序是正确的,能够反映实际工作过程的情况;建立的旁通阀微机控制系统,工作灵敏可靠;提出的旁通阀控制关系式,也适用于其它超高增压机型。