加载停滞时间对柴油机瞬态性能的影响

为了改善柴油机瞬态加载过程中燃烧与排放性能恶化的问题,在一台增压中冷柴油机上,利用瞬态测控系统,试验研究了先快后慢的多段加载策略,探索不同的加载停滞时间对柴油机θCA10,θCA50,烟度和CO,NOx等排放物的影响规律。试验结果表明:与匀速加载策略相比,加载停滞时间越长,排放性能越好,烟度和CO峰值最大分别降低20.8%和38.32%,但NOx略有增加;在第二段加载过程中θCA10和θCA50延后程度降低;加载过程后期缸内空燃比下降趋势更加缓和。     

两级相继增压对柴油机低负荷性能影响的试验研究

为综合提升陆用与船舶柴油机中低转速工况动力性、经济性和排放性能，搭建发动机性能试验台架，分别从增压系统性能、柴油机燃烧和整机性能三个方面，对比研究了低压级增压、高压级增压、两级增压和两级相继增压四种增压方式对某型柴油机的性能影响。研究结果表明：柴油机运行在推进特性中低转速工况下，与其他增压模式相比，两级相继增压模式能显著提高进气流量，而不引起增压压力的大幅度增加，缸内最高燃烧压力远离极限值，因此可适当增加喷油量，实现中低转速工况较高的扭矩输出；在高温富氧燃烧条件下虽然NO_x排放略有增加，但两级相继增压模式通过排气能量的合理利用，获得了泵气功的收益和燃油消耗率的降低；在推进特性30%负荷下，与低压级增压相比，两级相继增压泵气平均有效压力提升0.019 3 MPa,燃油消耗率降低4.9 g/（kW·h）,经分析得出两级相继增压为柴油机在低负荷工况下最优的增压模式方案。     

柴油机两级涡轮阀可调增压系统变海拔控制策略研究

为解决某型两级可调增压柴油机变海拔、变工况增压压力控制复杂问题。采用GT-POWER软件建立两级可调增压柴油机高海拔工作过程模型,利用试验数据进行了模型校核。设计了两级可调增压柴油机涡轮旁通阀变海拔控制策略,优化标定得到了高/低压级涡轮旁通阀最佳开度和最佳增压压力。采用仿真与试验相结合手段,比较了基于增压压力PID闭环控制和基于涡轮旁通阀开度的开环控制对柴油机高海拔瞬态性能的影响。结果表明:采用PID闭环控制,相比平原,3000、5000 m海拔增压压力首次达到目标值90%的时间分别增加了0.11、0.19 s。涡轮旁通阀开环控制与闭环控制相比,0、3000和5000 m首次达到目标增压压力的时间分别缩短了0.09、0.197和0.14 s,但实际增压压力与目标增压存在偏差。基于此,采用增压压力PID闭环反馈控制与涡轮旁通阀开环控制相结合的控制算法能够同时兼顾两级增压系统瞬态过程的鲁棒性和准确性,是未来高海拔两级增压系统瞬态过程的理想控制算法。     

增压柴油机瞬态工况燃烧噪声实验研究

通过测量稳态和瞬态工况下影响燃烧噪声的参数,实验研究了直喷式增压柴油机瞬态工况和稳态工况燃烧噪声.研究得出,瞬态工况燃烧噪声在恒转矩工况下随转速的上升呈现加速初段有一短暂的上升随后迅速下降,然后又开始增加的趋势,并从压力升高率和压力高频振荡结合增压对柴油机性能影响分析出其形成机理.     

单缸直喷柴油机涡流室燃烧系统外部增压的实验研究

为满足非道路用柴油机的排放法规,从改善柴油机缸内混合气形成质量出发,提出了直喷式柴油机涡流室燃烧系统;设计了柴油机外部增压系统,进行了新型燃烧系统在外部增压下性能的实验研究。结果表明,外部增压能降低柴油机的油耗和排放;增压压力为0.15MPa时,柴油机油耗率最低。增压压力为0.18MPa时,使用4×0.36×140°喷油嘴在供油提前角为8°CA、90%负荷下,NOx排放量仅为常压下的25%。     

重型货车可调喷嘴涡轮增压系统连续反馈控制的发展

为了解决机动性、经济性与满足日本排放法规的矛盾问题，Nissan柴油机公司发展了一种带可调喷嘴涡轮增压器的新型增压柴油机，将其安装在新型货车上，并已投放市场。可调喷嘴增压器是与美国AlliedSigal和GarrettAutomotiveGroup共同开发的。其控制方法是无步距增压压力反馈系统，用以最有效地利用涡轮增压器。与常规的固定几何流通面积增压器或步距控制的可变喷嘴增压器相比，发动机的性能得到了改进，保持了低的排放水平和较好的低速扭矩，降低了燃油消耗率，改善了瞬态过程的性能，降低了烟度。     

加载条件对柴油机瞬态响应的影响研究

应用GT-Power和Simulink软件建立了涡轮增压柴油机的动态模型和联合仿真平台，提出了“自然特性和恒转速”组合方式的测功机加载方式，对高原环境下柴油机瞬态过程进行模拟分析。通过不同的加载条件，分析了柴油机在加速过程中瞬态响应性差的影响因素，研究发现发动机转速和喷油量是影响涡轮增压器响应性的两个重要参数。先快速提升发动机转速，增加进气量，然后恒速加载能够克服增压器滞后现象，快速达到发动机的高负荷状态。应用这种仿真模拟方法，为车辆高原起步过程施加扭矩干预改变发动机运行工况，改善起步响应性提供依据。     

可变几何涡轮与压气机协同调节对柴油机瞬态性能影响的仿真研究

为解决涡轮增压柴油机加速过程中碳烟排放恶化、压气机喘振的问题,提出了可变几何涡轮和压气机协同调节的方法。利用Ricardo Wave软件对某6缸柴油机进行了定转矩加速过程的仿真,研究加速起始负荷、加速时间和VGT开度对柴油机加速过程烟度排放的影响,并对加速过程的VGT和VGC控制规律进行了初步优化。结果表明:匹配VGT的柴油机在加速过程中进行压气机的协同调节,不仅可以有效改善柴油机的碳烟排放,同时能避免压气机发生喘振。     

利用机械增压器降低柴油机瞬态工况排放的研究

一般来说，涡轮增压发动机有增压延迟，而机械增压发动机则不存在这个问题。为了满足日本新长期排放法规，在1台柴油机上安装了机械增压器，由此改善了柴油机瞬态工况和低速扭矩工况的增压特性。在瞬态工况应用更高的废气再循环率，降低了排放。介绍了柴油机使用机械增压的优缺点。     

大功率柴油机相继增压技术研究综述

随着大功率柴油机不断向高增压、高功率密度、宽转速范围以及低排放的方向发展,发动机与增压系统的匹配矛盾愈发突出,特别是在低速低负荷的工况范围内。而相继增压技术可使增压系统与发动机在较宽泛的运行范围内达到良好的匹配,被认为是改善高增压柴油机性能的最成熟的技术措施。因此,重点阐述了相继增压技术的工作原理、国内外的应用情况以及研究现状与发展趋势。     

ISG混合动力汽车加速扭矩补偿策略与仿真

针对装用废气涡轮增压共轨柴油机的ISG混合动力汽车急加速时燃油消耗和排放上升的问题,通过采用电机瞬态加速扭矩补偿控制策略,对整车进行加速工况优化,可以在满足整车动力性的同时极大地改善混合动力汽车的燃油经济性,并减少尾气排放。     

增压柴油机瞬态特性的评估方法

通过分析发动机典型瞬态过程中的各个参数变化及能量传递关系,提出了一个通用的评价涡轮增压柴油机瞬态响应性能的方法,建立了发动机的关键结构参数、涡轮增压器尺寸、初始运行工况参数与瞬态响应性能指标的显式关系。采用一维计算模型对提出的评价指标在不同机型上进行了计算验证。研究结果表明,提出的涡轮增压柴油机瞬态性能评价方法适用性强,且在整机设计的初始阶段就能够定量研究瞬态性能并判别设计方案的可行性。     

车用重型柴油机二级增压系统模拟及试验研究

针对某车用重型柴油机进行了二级增压系统匹配研究,根据产品开发目标要求选择了高、低二级增压器。采用GT-Power软件建立了二级增压柴油机仿真模型,并对柴油机外特性稳态工况性能进行了模拟计算,分析了二级增压系统能量分配对柴油机性能的影响规律。建立了二级增压柴油机测试平台,并进行了外特性、万有特性及排放特性试验。模拟及试验结果表明,二级增压系统可以大幅提高柴油机低速扭矩,改善燃油经济性,拓宽柴油机燃油经济性运行区域,大幅降低柴油机PM排放。     

柴油机二级增压系统试验研究

二级可变增压技术能够显著提高柴油机的升功率,增大柴油机低速时的扭矩,改善加速性、低速油耗及排放。根据二级增压系统工作原理,建立二级增压系统试验台架,对比分析原机与匹配了二级增压系统的柴油机的各项特性曲线。试验结果显示,在柴油机低速阶段,二级增压系统可达到较高增压压力,高速阶段增压幅度趋于平缓,保证了增压压力不会达到最高极限;与单级增压相比,烟度略有增加。     

车用涡轮增压柴油机VVE系统的模拟研究

提出了一种适用于车用四行程涡轮增压中冷柴油机的变充气系数 (VVE)系统 ,装在一台 6缸柴油机上进行了性能模拟计算。结果表明 ,在不放废气的情况下 ,最大扭矩工况可使柴油机得到足够的进气充量 ,标定工况时最高燃烧压力不超标 ,而且可以降低燃油消耗率和NOx 排放。VVE系统可代替车用增压柴油机高工况放气     

基于多级闭环的柴油机VGT控制策略的研究

正本文以提高柴油机燃油经济性和降低PM排放为目标,对柴油机的VGT进行相关研究工作。首先根据柴油机的结构特点设计了电控VGT系统,以增压压力和VGT推杆位置开度作为反馈信号,采用膜片-推杆执行机构进行控制,提高VGT系统的响应速度。然后基于上述拟定系统设计了基于进增压压力和位置开度的VGT多级闭环控制算法,实现柴油机全工况增压压力的闭环控制,提高VGT的控制精度。最后在柴油机台架上对VGT多级闭环控制策略     

以同时降低燃油耗和排放为目的的两级涡轮增压系统的研究

为降低重型柴油机的实际燃油耗和排放,对采用不同低压涡轮流量和进气控制策略的2种两级增压系统进行对比研究。结果表明,所选择的增压系统可在发动机宽广转速及负荷范围内获得更高的增压压力,如再结合较高的压缩比,就能在改善车辆实际行驶工况排放性能的同时,降低燃油消耗率。     

增压柴油机废气再循环控制系统

为了降低增压柴油机的NOx排放,设计了电控单向阀EGR系统,实现了废气再循环。阐述了EGR的系统方案和机构;研究了稳态和瞬态工况下EGR系统的控制策略和智能PID算法;进行了台架试验。试验表明,系统可以实现0~16%的EGR率,有效降低了NOx排放,使柴油机达到国Ⅲ标准。     

柴油机进气管瞬态流动均匀性三维数值模拟

运用计算流体力学方法对柴油机进气管瞬态流动过程进行了三维数值模拟,讨论了在进气重叠期内,不同工况下进气管内部流场的变化情况。分析了柴油机进气增压压力、转速以及进气重叠时间对各进气歧管出口空气质量流量、进气分配质量、进气最大不均匀度的动态影响。计算结果表明:柴油机进气增压压力越低,进气最大不均匀度越大;进气重叠角越大,进气最大不均匀度也越大;柴油机低转速工作时的进气最大不均匀度要高于高转速最大不均匀度。通过提高进气增压压力、合理优化进气管几何结构,可以减小柴油机在进气过程中出现的进气分配不均匀现象。     

商用汽车发动机电动增压控制策略优化研究

为了验证电动增压控制技术对使用常规的机械式涡轮增压器的电控柴油机在低速动力性方面的影响,对电动增压控制策略进行了优化研究,使用快速控制原型实现了对电动增压控制策略的开发,并与某款电动增压器匹配应用于一款8升国六电控柴油机上进行性能对比试验。试验结果表明,应用了优化后的电动增压控制策略的电动增压器可以根据电控柴油机的当前运行工况,对其主增压器起到较好的自动进气补偿作用,能明显提升柴油机的低速扭矩,从而解决了柴油机瞬态急加速冒烟和低速段动力性差的问题。