法国的超高增压柴油机——1979年12月赴法考察介绍

本文系北京工学院内燃机教授谢焕章同志于1979年赴法国考察超高增压柴油机的概况。 这里主要介绍超高增压柴油机的基本结构、参数及其特点。柴油机的超高增压目前在世界上是一项提高功率的新技术,它在不增加热负荷和机械负荷的情况下,能使发动机功率增加2～5倍,平均有效压力可达30巴以上。本文中的数据、曲线和插图,凡外刊未公开发表的,只限内部参考,请勿公开引用。     

采用扫气旁通系统改善车用高增压柴油机低工况性能的计算研究

采用扫气旁通系统（Scavengingby－pass简称Scaby系统）改善车用高增压柴油机低工况性能，运用“有限容积法”一维非定常流动模型进行了模拟计算研究。计算结果表明，采用Scaby系统可以改善车用高增压柴油机的低工况性能，并且能在一定程度上降低柴油机的机械负荷和热负荷。     

4160旁通补燃柴油机两级增压匹配研究

本文探讨了旁通补燃超高增压柴油机(Hyperbar system)采用两级增压方式中的理论问题,对4160旁通补燃柴油机两级增压匹配进行了较深入的理论与试验研究,获得了良好的结果。这无疑是在国内进行旁通补燃高压比柴油机采用两级增压系统的最新尝试。对今后两级增压匹配的研究,本文所进行的工作也是具有参考作用的。     

增压状况及其它因素对机械增压柴油机经济指标和能量指标的影响

<正> 在设计机械增压柴油机时,产生了一系列的问题,例如:关于增压压比δ_H、气缸内最大压力值P_z以及压缩比ε等问题。在选择柴油机这些工作参数的问题上,存在着不同的观点。本文仅就这些问题中的某些问题予以研讨。 增压提高了发动机的功率,但同时机械负荷和热负荷也增大了。随着气缸内燃气压力的增高,机械损失亦增加了,机械损失增加,也就是传动增压器消耗的功率增加,即发动机经济性指标变坏了。     

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。     

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。     

发动机废气涡轮增压知识问答（三）

旁通阀是限制涡轮增压器最高增压压力的保护装置。随着发动机转速的升高。涡轮转速急速升高．增压的压力也增高。如果增压压力过高将引起发动机出现爆燃等故障。因此,在涡轮增压系统上设置了排气旁通阀,它的功用是控制涡轮增压的最高压力不超过规定值。     

废气旁通阀开度对增压直喷汽油机部分负荷性能的影响

汽油机节气门产生的节流损失对增压发动机泵气损失的影响相当严重,尤其是在中小负荷时,针对这一问题采用试验的方法研究了中小负荷下旁通阀开度对增压直喷汽油机性能的影响。研究结果表明,在节气门开度较小的小负荷工况下,涡轮增压器不宜工作,否则排气背压过大,对发动机非常不利;而废气旁通阀全开可以减小排气背压,能使发动机的动力性和经济性提高3%左右。对废气旁通阀的合理控制可以实现发动机在自然吸气和涡轮增压两种模式之间的转换。     

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。     

车用二级增压系统匹配方法与模拟计算

为某发动机匹配一套二级增压系统,介绍了二级增压系统中高低两级压气机的匹配方法。建立了二级增压发动机计算模型,并进行外特性稳定工况模拟计算,确定发动机各转速下旁通阀的最佳开度。根据模拟结果,分析了旁通阀开度对高低两级增压器转速及压比的影响,确定了高低两级压气机压比和总压比随发动机转速的变化趋势。计算结果表明,匹配的二级增压系统基本满足发动机强化要求。     

坚持不懈地缩小排量

对于良好的油耗特性和柴油机的成功来说,增压是一个决定性因素。将来,通过增压缩小排量的策略将共同决定轿车汽油机和柴油机的进一步开发。在汽油机中,为了充分发挥缩小排量的潜力,将根据工况采用不同的压缩比。德国FEV发动机技术公司为此推出了一辆示范车:设计、制造并在发动机试验台上试验了一台带曲轴偏心支承的高增压的四缸涡轮增压汽油机,并将     

二级增压系统压气机效率的优化策略研究

对配置在1台重型车用柴油机上的二级增压系统进行了性能研究。结果表明:放气阀开启的二级增压系统存在进气能力不足、压气机效率低的问题;关闭二级增压放气阀后,在中、低转速低负荷工况仅采用高压级增压器,而其余工况借助高压级涡轮旁通阀实现进气压力可调,增压系统压气机效率均可超过60%,且最大进气压力可达334kPa;针对不同工况采用不同增压形式,通过控制涡轮旁通阀开度使二级增压系统进气压力及压比分配得到有效调节,可以改善压气机效率及燃油经济性,为二级增压系统与重型柴油机的性能匹配提供技术参考。     

采用高导热碳化硅蜂窝结构的先进非旁通废热回收系统的开发

废热回收(EHR)系统是改善燃油经济性和车内舒适性的有效且充满吸引力的方法之一,对于冬季的混合动力汽车尤为如此。多数传统旁通系统的热执行器都含有旁通管和旁通阀,从而导致EHR系统的体积和质量都较大。在有效改善EHR系统废热回收性能的同时,必须使系统的尺寸和质量最小化。非旁通系统回收来自废气的热量,对其废热回收性能进行设置,以确保在高发动机负荷下不超过散热器的冷却能力,从而防止整车动力系统过热。对于非旁通系统来说,在高发动机负荷或高冷却液温度条件下,减少回收热量及在低发动机负荷或低冷却液温度条件下增加回收热量是必不可少的。提出了一种能取代原有旁通阀机构的先进非旁通EHR系统,该系统采用的是能根据冷却液温度或发动机负荷自动限制回收热量的双层冷却液通道结构,可实现发动机预热阶段的有效废热回收及高发动机负荷或高冷却液温度条件下的有效散热。介绍了该先进非旁通EHR系统的基本结构。试验结果表明,该系统在冷起动阶段具有良好的废热回收性能,在发动机高负荷下具有良好的散热性能。     

提高车用增压中冷柴油机低速扭矩的试验研究

车用增压中冷柴油机多采用冒烟限制器（增压补偿器）来降低低转速全负荷时的烟度，但这会降低低速扭矩，影响汽车的性能。在研究开发ＹＣ６１１２ＺＬＱ车用增压中冷柴油机过程中，通过选用高压缩比和带放气阀的增压器，合理选择冒烟限制器弹簧刚度和调整预紧力，提高了低速扭矩，降低了烟度，满足了汽车配套需求。     

皮尔斯蒂克PA4—200型发动机两级增压的经验

与直喷式燃烧过程相比,预燃室式燃烧过程的优点是在相同的功率下其最大爆发压力约低25～30％。法国热机研究所研制的皮尔斯蒂克PA4—200型发动机采用变截面的特种预燃室来解决预燃室发动机比油耗高的缺点。该机原为直喷式,由于采用了特种预燃室,使其最大爆发压力由140巴降为95巴。 通过采用二级增压来提高增压压力及加大油泵供油量来发挥其功率储备。这样在同样的机械负荷下功率可增加40％,同时,燃烧过量空气的增加使热负荷不变. 关于变截面预燃室已在参考文献[1]报导,这里仅谈谈使用高增压的一些经验。     

法国“Uni”军用重型车辆发动机

法国Uni公司在其民用产品Poyaud 520系列柴油机上,采用增压、增压中冷及超高增压等技术并扩大缸径和冲程,发展了可用于军用、重型民用车辆的发动机系列。本文以其中七种军用车辆发动机为主,对其性能、结构特征做了简单介绍。文章结尾,作者就超高增压发动机用于坦克动力提出了一些针对性问题,供研究探讨。     

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。     

高制动平均有效压力情况下柴油机的研究

在不增加发动机体积和重量的条件下,要求涡轮增压柴油机具有更高的功率,这必然会由于采用高压涡轮增压手段而造成平均有效压力的上升。本文报导了为确定在高制动平均有效压力下发动机的性能,我们所进行的研究工作的结果。 试验是在一台配有独立的外源增压进气设备的单缸机上进行。增压压比达6,2:1,为限制峰值气缸压力,几何压缩比逐步降低到8:1,从而获得高达35.4bar的制动平均有效压力。     

日本小型涡轮增压器的发展现状(Ⅲ)

<正> 4.2 军用涡轮增压器 军用发动机的装车要求是动力舱的极度紧凑和车辆功率密度大。为此,可采用功率密度高的二冲程发动机和一般战车用升功率为29.4kW/L以上的四冲程发动机。法国的超高增压机迄今可达到66.2kW/L的水平,它配有辅助燃烧室的增压系统,即燃气轮机和柴油机复合方式。对军用发动机的定性要求与前述工程机械相类似,只是为满足军用特殊功能要求的水平更高,且没有严格的成本限制,对军用机的基本要求有以下几项: (1)低速时扭矩升高,以使动作迅速;     

日产可变压缩比发动机

“可变压缩比的目的在于提高增压发动机的燃油经济性。在增压发动机中,为了防止爆震,其压缩比低于自然吸气式发动机。在增压压力低时热效率降低, 使燃油经济性下降