不同海拔下双VGT两级可调增压柴油机性能仿真研究

依据柴油机各工况高、低压级VGT叶片开度控制策略,基于GT-Power柴油机一维热力循环仿真软件,开展双VGT两级可调增压柴油机高海拔性能研究,分析高、低压级VGT叶片至最佳开度对柴油机性能的影响。研究表明,在5500m海拔高度,柴油机动力性得到提升,柴油机功率恢复至平原95%;柴油机经济性有所改善,在5500m,800r/min-1200r/min,燃油消耗率降低11.24%-33.62%。     

二级增压柴油机高海拔模拟试验系统及方法

基于原有高海拔模拟试验平台,建立了二级可调增压柴油机高海拔燃烧特性模拟试验系统。该系统能够实现柴油机0-6km海拔高度进气模拟,以及对VGT叶片和高低压级涡轮旁通阀开度的控制,柴油机进气温度的调节以及缸内燃烧参数的实时采集与存储等功能。制定了VGT叶片和高低压级涡轮旁通阀开度调节方案,列举了燃烧参数等。     

柴油机增压与喷油系统控制参数协同调节特性研究

可调增压系统能提高增压压力,增加进气流量,提升柴油机动力性,但由于喷油参数未作调整,进气量增加易导致最高燃烧压力超限,且柴油机动力性仍有提升空间。因而本文基于仿真模型研究喷油量、喷油提前角及VGT叶片开度的联合调节特性,分析三者协同调节对柴油机性能的影响,为下一步增压与喷油系统控制参数协同优化提供了方法依据。     

某型柴油机与VGT增压器的匹配计算研究

发动机与涡轮增压器的匹配是增压技术的重要研究内容。普通涡轮增压器与发动机匹配时普遍存在着低速时转矩不足、经济性差等问题。可变几何涡轮增压器(VGT)是解决增压柴油机低工况和瞬态响应慢的重要技术措施。为了分析VGT对某型柴油机性能的影响,基于GT-POWER仿真平台对其进行了建模和仿真研究。结果表明:通过调整VGT涡轮喷嘴角度可以优化柴油机与VGT的匹配。低工况下,可以有效提高扭矩、增压压力和涡前排气温度,降低燃油消耗率。     

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。     

柴油机噪声测试与分析系统的开发及应用

基于近场声全息(NAH)技术及空间快速傅里叶变换(FFT)算法,利用虚拟仪器软件Labview开发了柴油机噪声测试与分析系统;对系统中的数据采集模块、NAH模块、仿真程式模块进行了分析;通过已知声源进行仿真模型校正,该系统具有对噪声进行频域分析及识别的功能。该文以直列四缸涡轮增压柴油机为测试对象,在次推力侧主要对1800r/min、3000r/min两转速工况进行了测试及声压级分析;对主推力侧、发动机前端寻找最大声压级。结果表明:系统仿真时能准确识别已知声源信号;1800r/min工况下,噪声幅值较大区域主要有:油底壳、带轮端、发电机与带轮端相接处等。3000r/min工况下,在气缸盖罩、带轮端、下缸体等位置产生了较大噪声;主推力侧、发动机前端都在高转速3600r/min,1410-2820Hz频段内出现最大声压级。     

两栖车辆发动机增压匹配及控制策略研究

针对两栖车辆在水陆工况下的功率需求,开展车辆在两种工况下的动力系统增压匹配及控制策略研究。建立了车用发动机在两种工况条件下的一维仿真模型,对增压器、放气阀等关键部件进行了标定,并对整机仿真模型进行了实验验证。以此模型为基础完成了两种工况条件下的增压系统匹配,研究两栖工况下的增压发动机输出特性,制定两种工况下的废气旁通阀开度控制策略。结果表明,计算匹配的增压器和控制策略满足两栖车辆在不同工况下的功率需求。     

两级增压车用发动机性能计算

首先对可控两级涡轮增压柴油机模型的建立进行了阐述,其次对涡轮增压系统与柴油机匹配要求、方法以及计算等进行了详细说明,同时还对高低压级涡轮增压器与柴油机匹配特性进行了分析。     

基于数字仿真人工头测试的柴油机声品质分析

采用仿真人工头记录了某主机厂10.5 L大功率柴油机的声音样本,通过分析声音样本的客观参数,建立了声品质主客观评价预测模型,利用建立的预测模型分析了不同工况下柴油机噪声的声品质特性,分析结果显示:1)在柴油机不同方位,响度随着转速和负荷的增加而增加;尖锐度随着转速的增加显著提高,但与柴油机的负荷关系不大;粗糙度的变化与测量的位置有关。2)在柴油机转速为800 r/min、1400 r/min和1900 r/min三种工况下获得的9个代表性样本中,声品质评价随着柴油机的转速和负荷的增加明显降低。3)运用多元线性回归法得到了声品质主观评价模型,平均误差为17.53%。     

涡轮增压柴油机高海拔燃烧特性试验研究

开发设计了涡轮增压柴油机高海拔燃烧特性试验系统,该系统可模拟0～6000m海拔的大气压力和温度。利用该试验系统,研究不同海拔高度下增压柴油机标定转速2100r/min全负荷工况点的缸内压力参数、放热参数以及温度参数随海拔高度变化的规律。     

增压技术在135系列柴油机上的应用

增压技术经几十年的实践与改进已广泛得到应用,135型柴油机已从4135、6135发展到8V 135、12V 135型,都成功地开发了增压机型,经济性明显提高。以6135型柴油机为例,在1500r/min 额定转速工况下,增压型6135ZG柴油机与非增压型6135G 柴油机相比:12h 功率由88.3kW 提高到140kW;比油耗由234g/kWh 下降到224g/kWh;机械效率由78%提高到87%。     

核电用相继增压柴油机性能仿真

选取核电用应急发电机组中的某型相继增压柴油机进行工作模式分析,基于分析结果采用模块化建模方式,利用Simulink-Stateflow-Veristand联合建模的方式搭建柴油机实时仿真模型。利用搭建的柴油机实时仿真模型进行包括起动、加减载在内的,典型工况下的相继增压柴油机性能仿真,并对仿真结果进行分析。仿真分析结果表明,搭建的相继增压柴油机实时仿真模型能正确反映某型相继增压柴油机在典型工况下的性能,即能够进行核电用相继增压柴油机性能仿真。     

核主泵四象限特性试验研究

针对自主研发百万千瓦级核电主泵项目,本研究以经过模化缩比后的百万千瓦级核电主泵的模型泵为对象,搭建专设台架,开展泵正常工况、水轮机工况、耗能工况、卡轴工况、飞逸工况下的流动特性试验。首先得到了1500r/min额定转速下的四象限特性曲线,进而掌握了其扬程、扭矩在不同流量工况下的变化规律,之后对1050 r/min、600r/min和150 r/min 3个非额定转速下泵的各运行工况开展试验研究,将4个转速下的试验结果经过无量纲处理,最终得到了既适用于模型泵又适用于原型泵的同源曲线,上述试验结果为后续核主泵设计的深入研究及一回路安全分析提供了数据支撑。     

某增压中冷柴油机可变配气相位的仿真研究

运用GT-POWER软件建立了某增压中冷柴油机的工作过程计算模型,并利用该模型对柴油机进行优化,分析了在不同工况、不同配气相位下柴油机性能参数的变化规律,以功率为目标得出了在不同转速下的最佳进气晚关角,从而确定了该柴油机进气VVT的设计方案。     

涡流强度对增压柴油机燃烧和排放特性影响的仿真研究

文章首先建立了16V132增压柴油机的燃烧系统仿真模型,之后进行了不同涡流强度方案下的整机燃烧过程CFD仿真计算,分析了涡流强度对发动机发电工况下的燃烧特性和排放特性影响规律,最终确定了合适的燃烧过程涡流比,为16V132增压柴油机燃烧系统的匹配设计提供理论指导。     

两级涡轮旁通阀可调增压柴油机高海拔稳态仿真研究

为研究柴油机高海拔工作特性,搭建了两级涡轮旁通阀可调增压柴油机稳态仿真模型,并进行了校核,校核结果表明模型较为准确,各项参数误差均在5%以内,为下一步仿真提供了依据。     

两级相继增压柴油机性能仿真研究

两级相继增压技术结合了两级增压技术和相继增压技术,在提高原机单级增压比的同时,拓宽了工作流量的匹配范围,本文基于GTPOWER软件搭建一维模型并与SIMULINK软件进行耦合,以一台船用高速柴油机作为研究对象,将原机单级增压系统改装为两级相继增压系统,对其推进特性与万有特性进行稳态仿真计算,并与原机的实验结果进行限制条件的对比。结果表明,两级相继增压在推进与万有特性模式下,相对于原机时,燃油消耗率均有所下降,最高爆发压力均有所提高,NOX排放量增加,Soot排放量降低。除此之外,本文还对该柴油机进行了瞬态仿真计算,对1TC与2TC切换时空气阀与燃气阀之间的开关时刻进行了比较和分析,得到了较为合理的开关延迟时刻。     

柴油机增压与喷油系统控制参数高海拔协同优化研究综述

针对两级可调增压柴油机在高海拔变工况条件下"油气配合不当"的问题,总结比较基于模型、基于试验、基于模型结合优化算法3种柴油机多参数协同优化方法的特点,探讨其在喷油与增压系统控制参数高海拔优化研究方面的可行性,并指出基于模型与优化算法相结合的方法对于柴油机多参数优化具有较强的适用性。对增压和喷油系统参数进行高海拔协同优化,是提高柴油机高原性能最为有效的手段。     

两缸增压中冷柴油机排气压力波动与影响因素研究

两缸柴油机采用360°CA发火间隔角,在工作周期中会出现进气和排气空档角,导致进排气压力波动较大,引起充量系数和涡轮效率的下降。针对某两缸增压中冷柴油机较大的排气压力波动问题,建立了两缸柴油机整机一维模型与排气歧管三维模型,应用一维与三维耦合模拟计算的方法,对发动机在不同转速下一个工作循环的排气管内的气体流动特性、波动规律及排气压力波动的影响因素进行了分析。研究结果表明:在全负荷工况下,发动机转速从1 000~2 200 r/min时,排气压力波动强度由1.82增加到3.56,涡轮效率波动强度由0.12减小到0.02;转速从2 200~4 000 r/min时,排气压力波动强度由3.56减小到1.52,涡轮效率波动强度趋于稳定状态为0.02;排气总管的长度与直径、排气提前角对低转速涡轮效率有显著影响。     

高原工况下某增压柴油机喷油提前角的研究

根据设计和实验参数建立某增压柴油机GT-Power仿真模型并验证了模型的准确性。通过改变大气压力模拟高原环境,研究了额定转速下喷油提前角变化对柴油机性能的影响,确定了不同工况最佳喷油提前角变化趋势。结果表明随着大气压力下降,在一定范围内增大喷油提前角会改善使柴油机性能,使功率增加,燃油消耗率减少,但同时缸内温度和爆发压力增加,影响安全运行。