进气门晚关米勒循环对高强化柴油机燃烧和换气影响的研究

为了探索米勒循环技术对于燃烧和换气过程的影响,在1台高强化单缸柴油机上应用进气门晚关米勒循环进行了试验和仿真研究。进气门关闭时刻分别为上止点后-110°CA（原机）、-86°CA和-70°CA. 发动机试验在转速3 600 r/min、指示升功率77 kW/L、过量空气系数1.6的高强化运行工况下展开。通过对试验平台建立一维热力学计算模型进一步分析了米勒进气相位对换气过程参数的影响。研究结果表明：随着进气门关闭时刻的推迟,由于有效压缩比的降低,缸内压缩终了工质温度和压力均显著下降,在相同功率条件下最大燃烧压力和温度、最大压力升高率、排气温度均显著下降,有助于降低高强化柴油机缸内的热力负荷;随着进气门关闭时刻的推迟,压缩过程中的米勒损失和进气回流率增加,充量系数、泵气损失均下降;进气门晚关的米勒循环还明显降低了NO_x排放,改善了燃油消耗率。     

应用内部热EGR改善柴油机排放性能的研究

运用现代数值模拟仿真方法,建立了某柴油机的整机计算模型,在对其性能进行综合计算分析的基础上,得出了气门重叠角的变化对柴油机内部热EGR率和NOX、碳烟主要排放物的影响规律.整机试验结果表明,应用内部热EGR技术,可实现在保证原机动力性和经济性能的同时,有效改善柴油机排放性能的目标.     

进气门晚关米勒循环对柴油机燃烧和排放影响的研究

基于D6114柴油机的BOOST模型,分析了进气门晚关米勒循环对柴油机燃烧和排放的影响。结果表明：推迟进气门关闭时刻可以减小压缩阶段的压力和温度,从而使滞燃期增长;但是由于缸内工质的减少,缸内平均温度和碳烟排放升高;增压压力的提高可以弥补进气损失,研究发现进气门晚关结合提高增压压力及推迟喷油,可同时降低NO_x和碳烟的排放;在保持爆发压力与原机相同时,采用米勒循环度M60、喷油正时推迟2°CA的方案,油耗降低4 g/（kW·h）,碳烟排放降低6%,而NO_x的排放量降低了31%.     

气门落座特性的数值模拟研究

本文采用多质量模型对某些柴油机气门的落座速度、气门冲击力和气门落座反跳现象进行了探讨,分析了它们随结构参数、凸轮型线和凸轮转速的变化关系．结果表明,气门机构的结构参数、凸轮型线及凸轮转速之间存在匹配关系, 此关系对气门落座特性有很大影响, 设计时要仔细选择．     

基于容积法的船舶柴油机油耗仪表研究

为精确测量小型船舶柴油机瞬态油耗,利用椭圆转子流量计的测量原理,设计了一种船舶柴油机油耗仪表,并在喷油泵试验台上模拟6135柴油机各工况的喷油试验,以验证该油耗仪测量的准确性．实验结果表明,该测量系统工作稳定、准确性较高,在模拟柴油机怠速工况和额定工况时误差分别为0．8％和0．6％,满足柴油机实际工作测量精度要求．     

基于热平衡台架试验的高强化柴油机冷却系统研究

通过某型高强化柴油机全工况热平衡台架试验,分析了柴油机本体出水温度对柴油机本体散热及中冷器散热规律的影响;指出高强化柴油机智能化控制冷却系统应采用高、低温双循环回路方案,其中高温回路主要用于冷却柴油机本体,而低温回路应以控制增压空气温度为目标对中冷器冷却强度进行独立调节,从而有效地改善高强化柴油机的综合性能。     

机械传动试验台的数字控制技术

机械传动试验台数字控制以计算机为核心,变频器和交流电动机作调速系统,液压泵站和加载器构成加载系统.试验台载荷、转速控制信息由用户输入.其PCL-812PG多功能卡可实现控制信号的D/A转换,输出模拟电压,通过数字阀,控制液压泵站输出流量.负载控制加载器,模拟实际工况.也能通过变频器控制电机输出转速.     

控制随机振动试验的数字方法

前言常见模拟和数字式随机振动控制系统的基本环节示于图1a。在模拟方式中,激振器系统(包括功放、激振器、夹具、试件和电荷放大器)由具有高斯波形的电压激励。测量控制加速度计信号的功率谱,并在各个不同频率上与所要求的功率谱相比较。用于修正激振信号波形的各滤波器增益是可变的,使控制加速度计测得的谱与参考谱一致。这里有两个基本系统时间常数。一个是与调节各滤波器增益有关的伺服时间常数,另一个是为获得所需量级计     

柴油机气门座圈的抗脱落选材和设计研究

针对某型强化柴油机中出现的排气门座圈松脱掉落的现象,分析了导致故障发生的原因,并从选材和设计两方面对该问题进行了深入的研究。通过对预选材料——钴基合金、镍基合金和粉末冶金进行材料强度、热膨胀特性、摩擦特性和体积稳定性等方面的试验研究,对各材料气门座圈的抗脱落特性进行了评价;通过有限元计算方法确定了合适的座圈装配过盈量,在保证结构安全系数的前提下提升防松效果;并通过整机试验,对新材料气门座圈的工作可靠性进行了验证。研究结果表明：镍基合金与气门材料亲和力过强,磨损严重;粉末冶金能在较大的装配过盈量下保持较小的最大内应力,但体积稳定性不如钴基合金;钴基合金具有优越且稳定的高温抗压特性和耐磨特性,并表现出很好的体积稳定性和抵御不正常工况的能力。由于新材料抗压特性的提高,可将装配过盈量提高到0.081~0.113 mm,此过盈量能满足缸盖的使用要求,并能保证1.4以上的安全系数。     

基于模糊PID控制的可变配气相位控制系统仿真研究

将模糊PID系统(Fuzzy-PID)用于现在主流使用的液压控制连续可变配气相位正时系统(VCT)．对连续可变凸轮相位器系统进行了分析,建立了系统的数学模型。针对液压油驱动VCT系统液力、机械结构具有非线性特征及系统时变性等特点提出了模糊PID控制策略。在对PID控制的响应特性进行分析的基础上,应用模糊控制技术,提出并设计了模糊PID控制器,并利用MATLAB软件进行了仿真研究。仿真研究结果表明,模糊PID控制相对于PID控制来说有较好的执行性能,提出的控制算法具有结构简单、实时性好、响应快等优点,较好地满足了VCT控制要求。     

配气正时对柴油机性能影响的数值研究

利用GT—Power软件研究了进排气门正时对柴油机性能的影响，在柴油机高中低3种转速工况下，分别对进气门关闭角度、排气门开启角度以及气门重叠角进行了计算和分析，计算结果可以为柴油机的改进、优化提供依据.     

变排量柴油机曲轴系统扭振特性研究

为了研究变排量柴油机曲轴系统扭振特性,探索扭振性能较好的变排量方案,采用GTSUITE软件建立某V型六缸柴油机曲轴系统协同仿真模型,并通过试验数据校核模型.开展10％～50％负荷下不同停缸方案的曲轴扭振仿真研究.结果表明:停缸后曲轴系统扭转角位移显著增加,角位移以低阶滚振为主;相同停缸缸号的停气门方案较断油方案幅值大,...     

二级增压柴油机压缩比和喷油提前角优化研究

为解决某V型柴油机由单级增压改为二级增压后,最高燃烧压力过高问题,通过GT-Power软件建立柴油机仿真模型,利用试验数据进行校核,仿真研究了喷油提前角和压缩比对二级增压柴油机性能及最高燃烧压力的影响规律。以二级增压柴油机的试验最高燃烧压力作为限制条件,以转矩达到最大为目标,利用GT-POWER中的DOE工具对喷油提前角和压缩比进行联合优化。仿真结果表明：降低压缩比能够有效降低最大转矩点(1 300 r/min)和标定点(2 100 r/min)的最高燃烧压力,压缩比每降低1,最大转矩点最高燃烧压力降低0.8 MPa,标定点最高燃烧压力降低1.16 MPa;得出优化后的压缩比和喷油提前角相对变化值为14.9°CA和4.3°CA. 根据试验机的结构条件,利用试验机在柴油机台架上验证了优化结果的可行性。     

高速直喷柴油机燃烧系统参数对燃烧性能影响的权重分析

为深入探究高速柴油机燃烧系统参数对燃烧性能的作用机制,采用多维数值模拟方法,研究了高速直喷(HSDI)柴油机喷油系统参数与燃烧室结构参数对燃烧过程的影响规律,并结合缸内燃油蒸气空间分布和油气混合等特性对燃烧系统参数的影响规律进行了分析。为了定量描述油气混合特性,引入了湍流混合速率和混合气浓度方差的概念。另外,采用正交方法开展了喷油系统和燃烧室结构参数对指示功率影响的权重分析。结果表明：对于研究的燃烧系统,柴油机指示功率随燃烧室径深比的增加先增后减,径深比6.4时功率最大,且此时油气混合最均匀。针对不同径深比燃烧室,喷油系统参数对功率的影响权重不同。随着燃烧室径深比增大,喷油压力的影响权重减小。油束夹角的影响权重增大,喷孔数、孔径的影响权重减小。喷油定时的影响权重先减小后增大。     

单向阀和双向阀EGR系统对柴油机性能影响的分析

利用GT-Power软件建立了带有单向阀和双向阀EGR系统的6100涡轮增压柴油机仿真模型.在此基础上,计算分析比较了采用单向EGR阀和普通双向EGR阀时柴油机的EGR率、燃油经济性和排放性能.研究结果表明,使用单向EGR阀能够有效地防止进气回流现象,从而提高了柴油机的EGR率,弥补了普通双向EGR阀在中高负荷下难以实现较高EGR率的不足;与采用普通双向EGR阀相比,采用单向EGR阀后,可进一步降低柴油机的NOx排放,但同时也会对柴油机的微粒排放造成不利的影响.     

液压自由活塞柴油机的做功影响因素分析

在研制的二冲程单活塞式液压自由活塞柴油机（HFPDE）原理样机试验平台上,通过对发动机压缩膨胀过程中活塞的受力情况的分析,得出了影响HFPDE指示功大小的主要因素为燃油预喷油量、燃油开始喷射时活塞的位置以及排气门开启时刻。为分析这些影响因素对HFPDE做功的影响规律,研究了不同喷油时刻及预喷油量对循环指示功的影响,发现燃油开始喷射时刻对HFPDE的指示功影响主要来源于压缩过程中活塞速度的波动。在工作压力为25 MPa工况下,预喷油量对循环指示功的影响主要表现为上止点的变化。展开不同排气门开启位置对HFPDE做功的影响规律研究,研究结果发现：排气门开启时刻越早,对应的平均指示压力越低,最终降低了发动机的热效率。     

混合动力特种车APU控制系统开发

本文设计的辅助动力单元(APU)控制系统采用恒压控制的结构.首先优化了柴油发动机工作区域,之后设计了发动机转速变增益PI控制器和发电机调压器.最终在APU试验台架上的试验结果验证了发动机转速控制器的能够对发动机实际工作点有很好的控制效果,并且APU的功率响应特性和输出电压的稳定性均能满足车载特种用电设备的要求.     

某柴油机高原使用供油系统调整研究

针对高原条件下柴油机使用暴露出的气缸盖燃烧室烧蚀等可靠性问题,分别进行了不同喷油泵最大供油量和不同喷油器喷嘴结构参数下,柴油机整机性能高原模拟计算与试验研究,得出了高原环境下通过调节供油系统控制柴油机热负荷的方法。通过性能优化模拟计算与试验研究,提出了适当减小喷油泵最大供油量及采用增大喷孔数、减小孔径和减小喷雾锥角的喷油器的供油系统技术状态高原调整方案,降低了柴油机热负荷,提高了柴油机高原条件下的可靠性。采取所确定的供油系统调整方案后,海拔高度4 500 m时,柴油机功率降低27％,其他控制参数均在限制范围内,可满足车辆在高原地区的使用要求。