柴油机废气再循环系统控制器的设计研究

根据增压柴油机废气再循环(EGR)系统的要求,采用动态矩阵控制(DMC)算法设计EGR系统控制器.通过仿真系统试验证实了所设计的控制器可以应用于柴油机EGR系统,并能够使EGR系统有效降低柴油机氮氧化物(NOx)的排放.     

柴油机废气再循环系统控制器的设计研究

根据增压柴油机废气再循环(EGR)系统的要求,采用动态矩阵控制(DMC)算法设计EGR系统控制器.通过仿真系统试验证实了所设计的控制器可以应用于柴油机EGR系统,并能够使EGR系统有效降低柴油机氮氧化物(NOx)的排放.     

柴油机EGR系统电控单元的设计与应用

针对增压直喷柴油机开展废气再循环(EGR)技术的研究与应用,以降低氮氧化物(NOx)排放.依据柴油机EGR控制系统的工作特点和功能要求,进行了控制系统的硬件电路设计和控制软件编写,实际控制效果良好.     

柴油机EGR系统电控单元的设计与应用

针对增压直喷柴油机开展废气再循环(EGR)技术的研究与应用,以降低氮氧化物(NOx)排放.依据柴油机EGR控制系统的工作特点和功能要求,进行了控制系统的硬件电路设计和控制软件编写,实际控制效果良好.     

Numerical Simulation on EGR for Diesel Engine Used in Fishery Boats

为了降低渔船用柴油机的NOx排放量,达到符合国际海事组织对船舶防止空气污染的规定中的NOx章程的规范.利用废气再循环原理设计了一套柴油机废气减排系统,以降低渔船用柴油机的NOx排放量.通过CFD数值模拟的方法对某柴油机的废气再循环系统进行了二维流场的数值模拟,以确定合理的废气回流比例.模拟过程使用不同的EGR阀门开度进行分析,得到了EGR阀门开度与EGR率之间的比例关系,为柴油机废气再循环系统的设计提供了理论依据.     

射流式EGR装置关键参数对最大可实现EGR率的影响研究

为解决柴油机小负荷工况下废气再循环(EGR)实现困难等问题,对增压柴油机上基于文丘里原理的射流式低压EGR装置进行了数值计算,分析了装置结构参数以及边界条件对装置最大可实现EGR率(EGRmax)的影响。计算结果表明:装置的EGRmax对收缩段宽度与空气进口直径更为敏感;废气入口处与出口处压力差越小,装置实现EGR则越困难。最终得到EGR装置结构设计原则:适当减小收缩段宽度与空气进口直径,增大废气入口与出口压力差值,同时避免较小的收缩段宽度与较大的空气进口直径增加装置的总压损失。     

渔船用柴油机废气再循环系统的数值模拟

为了降低渔船用柴油机的NOx排放量,达到符合国际海事组织对船舶防止空气污染的规定中的NOx章程的规范。利用废气再循环原理设计了一套柴油机废气减排系统,以降低渔船用柴油机的NOx排放量。通过CFD数值模拟的方法对某柴油机的废气再循环系统进行了二维流场的数值模拟,以确定合理的废气回流比例。模拟过程使用不同的EGR阀门开度进行分析,得到了EGR阀门开度与EGR率之间的比例关系,为柴油机废气再循环系统的设计提供了理论依据。     

采用文曲利管降低柴油机NOx排放

废气再循环(EGR,Exhaust Gas Recirculation)是大幅降低整机排放污染物的有效办法,也是目前较为常用和有效的措施.废气再循环(EGR)就是通过将柴油机排出的废气重新引回到气缸内参与燃烧的装置,可更好地控制和减少其尾气中NOx的排放量.文中介绍了柴油机工作时产生NOx的机理和文曲利管降低柴油机NOx排放的原理,通过对安装有文曲利管的柴油机进行试验,分析废气再循环率对柴油机动力性能和NOx排放的影响.     

柴油机废气再循环系统冷却器的数值模拟

柴油机废气再循环(EGR)技术能有效降低NOx有害排放,而EGR冷却器的结构优化是提高冷却器效率,减少NOx排放的有效手段.应用FLUENT软件对柴油机废气再循环系统冷却器的数值模拟,为柴油机废气再循环系统冷却器的设计和优化提供理论依据.     

涡轮增压柴油机的建模与仿真研究

以某型号涡轮增压柴油机为研究对象,在详细分析其各子系统数学模型的基础上,利用AMESim软件建立了柴油机整机系统仿真模型,并对其工作过程进行仿真计算,主要运行参数的仿真结果与实测结果非常接近,证明仿真模型具有较高的准确性。利用该仿真模型研究了供油提前角、压缩比、EGR率对柴油机系统性能的影响,可为柴油机的性能开发和优化设计提供参考,是一种有效的研究和设计手段。     

柴油机SCR瞬态参数采集处理与诊断系统

基于尿素SCR系统瞬态特性,开发了适合柴油机SCR瞬态参数的测试与诊断系统;采用DASYLab软件,编写了接口、标定与诊断程序,实现了SCR系统信号显示、存储与再现等功能;依据遍历跟踪与诊断程序,实现了对柴油机SCR系统瞬态特性参数的在线测试与诊断;依据柴油机瞬态测试循环法规,进行了柴油机SCR系统的NOx转化效率、尿素喷射量和NH3泄漏量等测试与诊断试验。结果表明:与标准的AVL测试系统(AVL CBE-Ⅱ气体排放分析与测试系统)相比,所研发的系统动态最大误差为2.05%,动态平均误差为0.82%,故障诊断精确率达到了98.6%,能满足柴油机SCR瞬态测试循环要求。     

文丘里管废气再循环系统对涡轮增压柴油机性能影响的研究

加装文丘里管的高压废气再循环(Exhaust gas re-circulation,EGR)进气系统,在兼顾柴油机经济性、动力性的前提下,研究该进气系统对NO_x排放的影响。根据一款柴油机的基本结构建立柴油机一维仿真计算模型和燃烧室的三维仿真计算模型。在对模型进行标定和对柴油机原机性能仿真计算的基础上,为进气系统引入文丘里管装置并对其结构参数进行优化设计。应用所建立的一维和三维柴油机模型,对文丘里管EGR系统柴油机的经济性、NO_x和Soot排放特性进行仿真计算研究,并对计算结果进行试验验证。研究结果表明,优化设计的文丘里管EGR系统可使柴油机在欧洲稳态循环(European steady state cycle,ESC)各工况下实现较为理想的EGR率,并在不明显影响柴油机燃油经济性的前提下,使NO_x排放量下降了约28.4%。文丘里管进气系统可以实现较为理想的高压EGR循环,在柴油机ESC工况下(怠速除外)能够达到较为理想的EGR率。     

应用回声状态网络的EGR阀电路在线诊断

为了实现废气再循环(EGR)阀电路控制性能能够满足车载诊断系统(OBD)的排放要求,应用主元分析(PCA)和回声状态网络(ESN)的融合理论,提出了柴油机EGR阀控制电路故障在线诊断策略.利用PSpice软件对EGR阀电路故障仿真的采样值作为PCA输入值,电路各元器件故障代码作为ESN输出值,进行了柴油机EGR阀电路故障的在线训练与诊断.基于PCA-ESN融合诊断策略,进行了EGR阀电路故障在线诊断试验.结果表明:故障诊断的正确率为94.3％;误判率为0.58％;拒绝率为0.15％.该诊断策略能够快速实现故障诊断及定位,确保了柴油机EGR阀在各种工况下快速、准确和可靠开启.     

柴油机冷EGR温度控制器的研究

为了降低柴油机NOx的排放量,设计了一种冷EGR温度控制器。该控制器可通过控制直流电动水泵的转速来调节冷却水的循环量,确保不同工况下的最佳EGR冷却温度。通过传感器信号获得EGR的冷却温度,如果EGR的冷却温度不在最佳冷却温度范围内,控制器通过PID控制改变脉宽调制信号PWM的占空比来调整水泵电机的平均电压以改变水泵的转速进而调节冷却水的循环量,从而实现冷EGR温度的自动控制。在CA498型柴油机上对该温度控制器进行了试验,结果表明,与未冷却的EGR系统相比,该冷EGR温度控制器可以有效地降低NOx的排放量。     

基于 EGR 耦合米勒循环的柴油机排放控制技术

为了提升柴油机应用过程有害废气排放控制的效果,提出基于 EGR 耦合米勒循环的柴油机排放控制技术。以燃油燃烧各阶段为基础,构建柴油机燃烧模型,分别深入分析 EGR 技术与米勒循环技术对废气排放的影响,衡量指标为 EGR 率与米勒度。以废气排放影响分析结果为依据,以排放控制效果最佳为目标,确定 EGR 技术与米勒循环技术的最佳耦合方案,实现柴油机废气排放的最佳控制。实验数据表明,应用 EGR 耦合米勒循环技术后,废气排放量低于实际废气排放量,并低于 EGR 技术与米勒循环技术对应排放量,充分证实了该技术具备较好的排放控制效果,为大气环境保护提供帮助。     

Simulation research on the effect of cooled EGR, supercharging and compression ratio on downsized SI engine knock

Knock in spark-ignition(SI) engines severely limits engine performance and thermal efficiency. The researches on knock of downsized SI engine have mainly focused on structural design, performance optimization and advanced combustion modes, however there is little for simulation study on the effect of cooled exhaust gas recirculation(EGR) combined with downsizing technologies on SI engine performance. On the basis of mean pressure and oscillating pressure during combustion process, the effect of different levels of cooled EGR ratio, supercharging and compression ratio on engine dynamic and knock characteristic is researched with three- dimensional KIVA-3V program coupled with pressure wave equation. The cylinder pressure, combustion temperature, ignition delay timing, combustion duration, maximum mean pressure, and maximum oscillating pressure at different initial conditions are discussed and analyzed to investigate potential approaches to inhibiting engine knock while improving power output. The calculation results of the effect of just cooled EGR on knock characteristic show that appropriate levels of cooled EGR ratio can effectively suppress cylinder high-frequency pressure oscillations without obvious decrease in mean pressure. Analysis of the synergistic effect of cooled EGR, supercharging and compression ratio on knock characteristic indicates that under the condition of high supercharging and compression ratio, several times more cooled EGR ratio than that under the original condition is necessarily utilized to suppress knock occurrence effectively. The proposed method of synergistic effect of cooled EGR and downsizing technologies on knock characteristic, analyzed from the aspects of mean pressure and oscillating pressure, is an effective way to study downsized SI engine knock and provides knock inhibition approaches in practical engineering.     

Precise instrumentation of a diesel single-cylinder research engine

The accuracy of any empirical result is a direct consequence of the quality of experimental setup and the strict control over testing conditions. For internal combustion engines, a large number of parameters that also exhibit complex interdependence may significantly affect the engine performance. Therefore, this work describes the essentials required to establish a high-quality diesel engine research laboratory. A single-cylinder diesel engine is taken as the fundamental building block and the requirements for all essential sub-systems including fuel, intake, exhaust, coolant and exhaust gas recirculation (EGR) are laid out. The measurement and analysis of cylinder pressure, and exhaust gas sampling/conditioning requirements for emission measurement are discussed in detail. The independent control of EGR and intake boost is also highlighted. The measurement and analysis techniques are supported with empirical data from a single-cylinder diesel engine setup. The emphasis is on providing the necessary guidelines for setting up a fully-instrumented diesel engine test laboratory.     

基于FNN-GA融合算法的喷油器在线诊断

依据喷油器开启信号波形的变化规律,探讨了柴油机喷油器故障的产生机理,提出了波形幅度、上升沿宽度和波形宽度等诊断指标.基于模糊推理逻辑和喷油器的工作机理,建立了模糊神经网络(fuzzy neural network,简称FNN)与遗传算法(genetic arithmetic,简称GA)相结合的柴油机喷油器故障诊断模型.以喷油器开启信号的特征参数为基准,建立了故障隶属度和故障类型,制定了柴油机喷油器故障诊断的模糊推理逻辑.运用FNN-GA融合算法,依据不同故障的喷油器开启信号对喷油器故障进行了诊断,对故障模式进行了判别,提出了柴油机喷油器故障的在线诊断策略,并进行喷油器电磁阀驱动电流的故障试验.结果表明,所设计的柴油机喷油器故障诊断模型合理,验证了诊断策略具有较好的分辨率,可用于喷油器故障在线诊断.     

EFFECTS OF COOLED EXTERNAL EXHAUST GAS RECIRCULATION ON DIESEL HOMOGENEOUS CHARGE COMPRESSION IGNITION ENGINE

The effects of cooled external exhaust gas recirculation (EGR) on the combustion and emission performance of diesel fuel homogeneous charge compression ignition (HCCI) are studied. Homogeneous mixture is formed by injecting fuel in-cylinder in the negative valve overlap (NVO) period. So, the HCCI combustion which has low NOx and smoke emission is achieved. Cooled external EGR can delay the start of combustion effectively, which is very useful for high cetane fuel (diesel) HCCI, because these fuels can easily self-ignition, which makes the start of combustion more early. External EGR can avoid the knock combustion of HCCI at high load which means that the EGR can expand the high load limit. HCCI maintains low smoke emission at various EGR rate and various load compared with conventional diesel engine because there is no fuel-rich area in cylinder..