中速柴油机冷却系统恒温控制设计与研究

针对柴油机不同的工况对冷却水温度要求不同,原冷却系统不能随工况的变化自动调节温度,设计了柴油机智能冷却系统恒温控制系统。通过热平衡实验获得柴油机各工况最佳工作状态的冷却水温度和流量,利用单片机控制变频器水泵转速和电控三通旁通阀的开度对冷却水温度自动控制。实验结果表明:该系统可以随柴油机工况变化将冷却水温度恒定控制在最佳工作温度,达到了节油效果,最大节油率为5.4%,平均节油率为3.6%。     

柴油机高原环境工作特性分析研究

中国西部大开发为汽车工业与配套动力带来巨大发展机遇,高原环境特点对发动机产生很大的影响,研究高原柴油机增压技术非常必要。研究介绍高原环境气候特点,分析高原环境对柴油机增压技术工作性能的影响,提出改善柴油机性能的技术措施。以某4缸柴油机为研究机型,对比单级增压对柴油机变海拔条件下工作特性的影响,在4km海拔下分析叶片开度对柴油机性能的影响。表明选配二级增压可提高柴油机对海拔变化适应性。低转速工况可变二级增压柴油机叶片开度在40%～70%转矩最大,有效燃油消耗率最低。增大叶片开度可降低排气背压,提高增压器效率,有效降低油耗率;中高转速时热传损失随叶片开度增大降低。     

拖拉机动力换挡自动变速器经济性换挡规律研究

针对传统拖拉机轻载荷作业形式下(如播种、除草、移栽、收获等)发动机功率利用率较低、油耗较高等问题,通过分析拖拉机最佳经济性指标及其影响因素,提出一种以拖拉机燃油消耗率最低为目标的经济性换挡规律。这不仅需要发动机工作点在最低油耗经济区,还要求拖拉机具有较高的牵引效率,为此引入驱动轮滑转率,制定了以拖拉机速度、驱动轮转速、发动机转速、油门开度以及变速器传动比为控制参数的经济性换挡规律及其控制策略。采用模糊控制对驾驶意图进行识别,将驾驶员对换挡过程的干预引入到变速器控制中,以真实反映拖拉机实际作业环境。并以装备动力换挡自动变速器的东方红LA2004拖拉机为研究对象,对其轻载工况进行了仿真分析。结果表明,采用经济性换挡规律,能够使变速器挡位和发动机油门开度随着牵引负荷变化,保证发动机工作点处于在油耗较低的经济区域内,降低了拖拉机的燃油消耗率,实现拖拉机实际速度的稳定。该研究为拖拉机自动变速器控制系统开发提供了理论依据。     

工程车辆动力传动系统节能方案与试验研究

在保证动力输出的前提下,采用降低发动机的转速来降低重型车辆的能耗是目前切实可行的重要手段。通过建立传动系统的动力学模型,研究传动系统改进方案的动态特性,分析低转速发动机与新型大能容变矩器的匹配合理性。通过样机测试发现,优化后车辆工作效率最高的工作点大部分分布在发动机的最佳燃油效率区,起到了节能的目的;改进方案换挡过程压力变化平稳,换挡冲击较小。当油门开度维持在70%时发动机的燃油率最高约为38%;采用新的匹配方案后,前进一挡的节能效果最好,节油率提高了14.3%。试验结果为改进传动系统的控制策略设计提供了数据参考。     

三缸内燃泵配流阀容积效率对整机性能影响的仿真研究

介绍了内燃泵(ICP)的结构原理,并对其进行了动力分析。考虑液体可压缩性与液体连续流条件建立了ICP配流阀的动力学模型,研究了阀的容积效率特性。阀的固有频率接近样机工作频率的整数倍时,容积效率大幅度降低。样机标定转速与容积效率最低转速较为接近,不利于系统正常稳定工作,应该对配流阀结构进一步优化。容积效率的变化对ICP的燃油消耗率、输出流量、有效热效率、有效功率等性能指标影响较大,但对输出压力基本没有影响。     

阿特金森循环发动机性能及NOX排放试验分析

以某1.6 L奥托循环发动机为基础,通过提高活塞压缩比、增大进气凸轮工作包角,并进行优化标定,将其改型设计为阿特金森循环发动机。试验测试表明,在外特性工况下,阿特金森循环发动机相对于原机动力性降低;但在部分负荷工况下,阿特金森循环发动机进气歧管压力有所提高,燃油消耗率降低了3.6%,能够改善发动机燃油耗费和NOX排放。     

喷油参数对共轨柴油机排放影响的试验研究

针对某款轻型车用柴油机的燃油系统,进行了油嘴伸出量和柴油机燃烧室的匹配选择。试验研究了在转速为1696r·min-1,转矩为146N·m的工况下,轨压、主喷正时、预喷射参数以及EGR对NOx、烟度及燃油消耗率的影响。结果表明:在1.4mm的喷油器垫片下的油嘴伸出量,烟度最好。在试验所研究的工况点下,增大轨压可有效改善燃油雾化特性,使得烟度和燃油消耗率降低,但NOx排放增多;推迟主喷正时可有效降低NOx的排放,这两个喷油参数可作为优化柴油机性能的重要指标。通过试验可知,柴油机存在一个最佳的主预喷间隔;随着预喷油量的增加,烟度和燃油消耗率逐渐增加,NOx呈现先减少后增加的趋势;EGR阀开度的增加使NOx明显减少,但EGR阀开度在30%之后,烟度开始明显恶化。     

某16V柴油机整机性能与试验研究

利用GT-POWER建立16V柴油机热力学计算模型,通过整机台架试验数据对计算模型进行标定验证。在此基础上,开展了整机额定工况下负荷特性计算研究,通过对不同压缩比16、16.5、17、17.5、18及不同供油提前角15°CA、15.5°CA、16°CA、16.5°CA、17°CA工况模拟计算研究其对发动机有效功率、燃油消耗率、排气温度等总体性能指标影响规律。表明当整机压缩比取17.6、供油提前角为16.5°CA～17°CA区间时,常用工况燃油消耗率为204.1g/kWh,柴油机综合性能最佳,为进一步开展整机功率提升及可靠性技术研究提供研究基础。     

494Q增压柴油机可靠性试验及改进措施分析

通过发动机试验台架,采用混合负荷方式对494Q增压柴油机进行了1000h的可靠性试验。分析了试验过程中遇到的润滑油油压突然降低的问题,并提出了改进措施。研究了改进后柴油机功率、扭矩与有效燃油消耗率随时间的变化关系,对比了试验前后柴油机的动力性及经济性指标。结果表明：增大柴油机润滑油泵齿轮宽度2mm能有效解决润滑油压力过低的问题。改进后的试验过程中,除燃油消耗率呈波动上升趋势外,功率、扭矩、排气温度均随时间波动下降。试验后标定工况点的有效燃油消耗率上升了2.3%,功率下降了3.4%。随柴油机转速的增加,进气流量逐渐增大,活塞漏气量先增大后减小,在转速为3000r/min时,活塞漏气量达到最大值70.2L/min。根据柴油机技术规范,以上试验结果表明改进措施切实可行。     

基于拖拉机燃油经济性HMCVT换挡规律的研究

通过分析拖拉机燃油经济性指标和拖拉机经济性的影响因素,提出一种以拖拉机燃油消耗率最低和牵引效率最高为目标的燃油经济性换挡规律。根据拖拉机燃油最佳经济性,结合液压机械无级变速器(Hydraulic mechanical continuously variable transmission,HMCVT)的结构和传动特点,阐明实现拖拉机燃油经济性的要求。探究一种发动机燃油消耗率和液压机械无级变速器的传动效率之比最小为目标的经济性最佳的HMCVT下的发动机转速转矩曲线,通过与发动机外特性曲线比较,可以使各挡位都处于油耗最低的经济性区域,并保证拖拉机的速度稳定,符合经济性换挡规律。     

单缸机械-液压约束活塞发动机工作原理与经济性

论述了单缸机械-液压约束活塞发动机(MHCPE)的结构原理,定义了评价系统经济性的“燃油消耗率“的概念。通过试验,MHCPE转速为1000r/min～2500r/min、油门开度为30%～100%,纯机械动力输出时,燃油消耗率比传统发动机改善3.99%～18.91%;纯液压动力输出时,燃油消耗率比传统发动机驱动柱塞泵系统改善12%～42.78%。MHCPE随着有效液压能在总能量输出中比例的增加,相比传统的发动机或发动机驱动柱塞泵系统,经济性改善更加明显。     

柴油机电辅助增压系统性能研究

为了消除涡轮滞后效应并增强柴油机低速性能,在涡轮增压柴油机系统的基础上进行改进,设计了一套电辅助增压柴油机系统。利用GT-Power建模,研究电辅助增压系统与涡轮增压系统对柴油机性能的影响。研究表明:在中低转速时,电辅助增压柴油机系统的转矩获得了大幅增加,在1200RPM转速下发动机转矩可由172N*m增加至368N*m。几乎在全转速下,压气机平均效率可获得提升,在1200RPM转速下由53%增涨至64%。当发动机转速超过2000RPM时,受电动机最大额定功率限制,电辅助增压系统输出转矩略有下降。在2000RPM转速下,电辅助增压系统输出转矩由140N*m增加至430N*m所需的响应时间减少了3.84s。在3000RPM转速下,对两系统中压气机实施相同的压比,在牺牲少量的输出功率情况下,电辅助增压系统的经济性得到大幅改善,最多可在增压比为1.8时实现发电机回收净功率11.3kW,此时有效燃油消耗率最多可由260g/kWh下降至241g/kWh。     

LIVC策略对增压汽油机性能影响的研究

基于某款增压汽油机,使用AVL BOOST软件研究进气门晚关策略以及压缩比对发动机的性能影响。研究表明:在2000rpm部分负荷时,进气门关闭角推后50°CA,有效燃油消耗率最大可降低3.9%;压缩比由9.5提高至12.5,有效燃油消耗率最大可降低6.86%;若增压比保持不变,则2000rpm外特性扭矩下降15.0%。     

高强化柴油机性能优化耦合计算研究

针对某高速大功率柴油机高速性能较差的情况,运用发动机喷油系统模拟软件AVL HYDSIM和发动机工作过程模拟软件AVL BOOST进行耦合计算,找出了原机性能较差的原因,并通过优化喷油器针阀直径、喷孔数、喷孔直径和柴油机供油提前角,改善了柴油机燃烧过程和整机性能。对优化后的柴油机进行了台架试验,试验结果表明,优化后柴油机在满足机械负荷和热负荷限制要求的前提下,标定点燃油消耗率降低8%。     

喷油正时对二冲程航空发动机混合气形成的影响

针对航空煤油难以雾化、导致油耗偏高、经济性差等问题,本文通过建立某型二冲程航空发动机三维仿真模型,调整喷油正时匹配回流扫气过程,分析不同喷油正时下混合气形成及分布情况,对气缸内燃油分布特性进行仿真研究。结果发现：将喷油正时设置在强制扫气过程后期阶段,可有效减少燃油短路损失,提高燃油捕获率;但喷油过晚会使得燃油与空气混合不充分,在火花塞附近不能形成合适的当量比,导致发动机性能降低。所研究发动机喷油正时为-130°CA时具有较高的指示功率和较低指示燃油消耗率,分别为14kW和342.9g/kWh。     

柴油机燃油消耗率偏高的原因

我公司1台G12V190PZ-3型柴油机大修后,在测功台上进行实际使用工况模拟负荷测试。测试时功率设定为551kW,转速设定为1219r／min。测试结果其燃油消耗率为212-214g／kW·h,高于额定值209g／kW·h。分析认为,燃油消耗率偏高的因素主要有以下4个方面。     

DVVT对发动机中低转速性能影响的仿真研究

介绍了调节进、排气可变气门正时(VVT)角度对发动机性能的影响。该试验在发动机转速为1 500r/min、全负荷的工况下进行。应用GT-Power仿真软件建立发动机模型,通过模拟仿真来分析进、排气VVT角度变化对发动机的燃油消耗率和扭矩的影响。研究结果表明:恰当的VVT角度能够调节气缸内残余废气量,提高汽油机充气效率。采用合适的仿真模型能够快速地找到性能最优的VVT组合,减少实际工作过程中的台架标定工作量。     

混凝土泵车燃油经济性试验研究

传统混凝土泵车作业效率低、能源消耗大,研究其燃油经济性对节能降耗具有重要意义。基于发动机台架试验,通过密集试验点的方法测试了不同转速和扭矩下的燃油消耗率,并利用发动机理论特性曲线,对试验数据进行了曲线拟合和修正,通过多维曲面拟合映射投影建立实用化的发动机燃油消耗率模型,并对发动机的外特性进行了标定。利用系统全面的测试方法将传统的发动机经济特性定性分析进行了量化研究,具体指出了发动机具有较好经济性的中高转速和扭矩运行区域。通过混凝土泵车实际操作工况油耗测试,验证了的整车的高效运行区,提高了泵车的操作效率。     

基于Simulink模糊逻辑理论的发动机怠速工况下故障诊断

通过对模糊控制系统的基本原理进行分析,建立怠速旁通阀执行器部分的数学模型、发动机部分的数学模型;利用Matlab模糊逻辑工具箱的图形用户界面进行仿真,得到怠速跟踪曲线。通过改变怠速时发动机旁通阀开度与怠速关系二阶系统模型的输入,得到发动机空转时的故障跟踪曲线。结果表明:采用模糊控制方法对发动机怠速进行控制可以有效降低发动机空转的波动幅度,进一步提高了发动机怠速运行的稳定性,显示了模糊控制的良好效果。     

喷射参数对点燃式重油直喷发动机小负荷性能的影响

在一台采用低压空气辅助喷射技术的二冲程点燃式重油直喷发动机上,进行了燃油喷射参数对发动机性能影响的试验研究,研究了中等转速小负荷工况下,喷气结束时刻及过量空气系数对发动机动力性、燃油经济性及排放性能的影响。试验结果表明:节气门开度为10%时,随着喷气结束时刻提前,功率先增大后减小,油耗先减小后增加,HC及CO排放有小幅度减少;混合气由浓变稀时,功率增加,油耗降低,HC及CO排放大幅度减少。节气门开度为20%时,随着喷气结束时刻提前,功率增大,油耗减小,HC排放有小幅度减少,CO排放有小幅度增加;混合气由浓变稀时,油耗降低,HC及CO排放大幅度减少,最大功率出现在理论空燃比附近。