汽油机电动增压系统研究

为改善某2.0L涡轮增压发动机的低速性能,提高发动机的最大功率,提出了由电动增压器加涡轮增压器组成的复合增压系统,重新匹配涡轮增压器并优化发动机压缩比.通过GT-Power软件建立复合增压系统仿真模型,用于复合增压系统选型工作和发动机的性能预测.最终确定了设计方案,通过台架试验验证了该复合增压系统能显著地提高发动机的低速扭矩、瞬态响应和最大功率,为后续高性能发动机的开发提供了可行的技术方向.     

控制阀波形分析（二）

6、涡轮增压控制电磁阀 涡轮增压器的作用是能在不增加发动机排气量的情况下增加发动机功率。涡轮增压器的好处还包括在有效的发动机转速范围内增加扭矩,从而与相同功率下自然吸气的发动机相比,提高了燃油经济性,降低了废气排放。     

基于冷却 EGR和压缩比的增压汽油机燃油经济性优化

通过冷却EGR结合高几何压缩比的方式来改善发动机热效率,利用GT‐Power软件建立并标定了发动机热力学循环仿真模型,预测了带外部冷却EGR系统的进气道喷射发动机提高压缩比后的性能。提出了一种考虑EGR影响的爆震预测方法,并进行了试验验证,通过神经网络结合遗传算法及一维热力学模型对冷却 EGR发动机的几何压缩比进行了预测优化。结果表明,提高压缩比后可以在基本不损失外特性扭矩输出的前提下进一步提高发动机的热效率。     

满足欧洲排放法规要求的车用柴油机可变截面涡轮增压器的开发

乘用车应用涡轮增压器最初的目的是为了提高发动机的输出功率,而今已成为发动机小型化和改善燃油经济性的重要手段。在欧洲,柴油机的应用从以往的紧凑型轿车扩展到中型车,其应用范围日益扩大。在这种情况下,发动机高负荷运转的频率增加,包括整体耐久性、低速扭矩及加速性在内的各项性能变得更加重要,同时还要在改善燃油经济性的前提下满足严格的排放法规要求,这些都使可变截面涡轮增压器的应用成为必然。介绍了三菱重工公司开发的可变截面涡轮增压器,它不仅能用于普及型的小型柴油机,同时还适用于为中级以上车型配套的发动机,在实现低成本的同时,能确保较高的动力性能和可靠性。     

废气涡轮增压柴油机瞬时性能模拟与分析

本文介绍了一种用于研究高额定功率速废气涡轮增压柴油机特性的新的分析模拟方法,并从多方面对这种模拟方法加以详细论述。还对其局限性和使用价值进行了讨论。分析了这种模拟方法所得结果的精确性。 本文讨论了影响涡轮增压器特性的因素,并择其主要的因素加以深入分析。高额定功率速发动机的燃油调节系统通常包括一个限止最大供油量的装置(最大供油量是增压压力的函数)。利用涡轮增压器匹配特性的变化,可以改善发动机的低速扭矩特性,减少排烟。本文还论述了在瞬时及稳定工况下,发动机最大供油量调节器的最佳化设计的重要性,说明了改善驾驶性能和减少排烟这两个对立面的相互制约关系。 涡轮增压器的惯量对发动机的特性影响很大。通过选择最佳设计方案,合理选用涡轮材料以及改变涡轮直径等方法,可以减小涡轮增压器的惯量。但是单纯缩小涡轮直径,会使径流式涡轮增压器与发动机的匹配失调。还指出了涡轮增压器的比速度、效率、涡轮直径、惯量、增压器匹配状况之间,存在着相互制约关系。     

3种卡车进气系统管路的分析

就节能和环保来看,我国卡车进气系统的发展趋势是应用涡轮增压技术且发动机曲轴通风箱废气闭式排放,从而提高燃油效率和减少废气排放。针对不同的进气系统,其管路应有与之匹配的性能和要求。目前我国卡车的进气系统可大体按有无涡轮增压器分为2类,其中部分轻卡和中重卡的进气系统无涡轮增压器,大多数中重卡目前已采用涡轮增压器,其技术日渐成熟,但其发动机曲轴通风箱致     

可变喷嘴涡轮增压器控制策略研究

设计了可变喷嘴涡轮增压器控制策略。以潍柴蓝擎共轨柴油机为平台进行了可变喷嘴涡轮增压器性能匹配试验,台架试验显示,所设计的控制策略可实现可变喷嘴涡轮增压器的精确控制,对提高发动机低速扭矩,改善发动机低速和部分负荷时的经济性效果显著。     

VNT改善柴油机低速性能的试验研究

在498柴油机上匹配了可变喷嘴涡轮增压器(VNT),研究其对直喷柴油机性能的影响。试验结果表明,VNT能增加低速扭矩,改善低速时的燃油经济性,降低柴油机低速的冒烟极限和烟度,改善柴油机低速时的加速特性。     

发动机涡轮增压器的匹配研究方法及验证

<正>本文通过研究和比较几种国内外涡轮增压器的匹配方法,并在此基础上形成了一套理论加实际相结合的匹配方法。并在某个涡轮增压发动机的开发项目中,对这套匹配方法和过程的实用性和准确性进行了验证。涡轮增压器匹配研究的总体思路相对于发动机来说,涡轮增压器本身即是一个独立的运作部件,有其自身特有的性能特点。增压器的型号有很多,且每个增压器的特性又有所不同。首先要了解增压器的性能,再把发动机特性结合到涡轮增     

EGR对车用柴油机性能影响的试验研究

结合某废气涡轮增压和高压共轨小型4缸柴油机国Ⅳ排放达标工作,进行了计算机在线实时控制EGR对柴油机性能影响的试验研究,通过试验分析了EGR对NOx、烟度、排气温度、燃油消耗率的影响规律,并对EGR率与喷油提前角的匹配作了进一步的研究。结果表明,为降低柴油机NOx排放,不同工况应采取不同的EGR率;烟度、排气温度、燃油消耗率均随着EGR率的增加而增大;EGR率和喷油提前角应实现良好的匹配,才能保证NOx排放和燃油消耗率都能达到要求,其中小EGR率匹配小喷油提前角,大EGR率匹配大喷油提前角。     

理论空燃比下废气再循环率对汽油机性能的影响

为了提高某增压汽油机的性能,将其压缩比提高到11.5,并加装一套EGR循环系统。通过台架试验,在低速小负荷和中速中负荷工况下,研究了理论空燃比下废气再循环率对改造后汽油机性能的影响。结果表明:当EGR率小于20%时,采用合适的EGR率配合优化的点火时刻,可以使该发动机燃烧稳定,在保证发动机动力性的同时,指示热效率随着EGR率的增加不断升高;与无EGR时相比,EGR率为20%时,有效燃油消耗率在低速小负荷工况下降低了约4.5%,中速中负荷工况下降低了9.7%;随着EGR率的增加,THC排放增加,而NOx排放显著降低,CO排放在低速小负荷时出现上下波动的现象,而在中速中负荷工况时,随着EGR率的增加不断降低。     

Enhancement of NOx-PM trade-off in a diesel engine adopting bio-ethanol and EGR

For realizing a premixed charge compression ignition (PCCI) engine, the effects of bio-ethanol blend oil and exhaust gas recirculation (EGR) on PM-NOx trade-off have been investigated in a single cylinder direct injection diesel engine with the compression ratio of 17.8. In the present experiment, the ethanol blend ratio and the EGR ratio were varied focusing on ignition delay, premixed combustion, diffusive combustion, smoke, NOx and the thermal efficiency. Very low levels of 1.5 [g/kWh] NOx and 0.02 [g/kWh] PM, which is close to the 2009 emission standards imposed on heavy duty diesel engines in Japan, were achieved without deterioration of the thermal efficiency in the PCCI engine operated with the 50% ethanol blend fuel and the EGR ratio of 0.2. It is found that this improvement can be achieved by formation of the premixed charge condition resulting from a longer ignition delay. A marked increase in ignition delay is due to blending ethanol with low cetane number and large latent heat, and due to lowering in-cylinder gas temperature on compression stroke based on the EGR. It is noticed that smoke can be reduced even by increasing the EGR ratio under a highly premixed condition.     

内外EGR和喷油压力对柴油机低温燃烧的影响

在1台装有电液可变气门的单缸柴油机上,通过改变内外EGR策略和喷油压力,对柴油机小负荷工况下低温燃烧的燃烧特性和排放特性进行了试验研究。内部EGR通过排气门两次开启实现,发动机转速和喷油量分别固定为1 500r/min和20mg/cycle。研究结果表明,通过高EGR率控制可以实现超低NOx排放,其中采用高喷油压力可以降低内部EGR的炭烟排放,而采用低喷油压力可以降低外部中冷EGR的HC和CO排放。在内外EGR耦合控制策略中,提高内部EGR比例可以降低HC和CO排放,但改善效果逐渐减弱,同时为了抑制炭烟排放,需要结合更高喷油压力,而提高外部中冷EGR比例可以获得较高热效率。     

EGR回路喷甲醇在柴油机上的应用研究

在YC6A220C柴油机上进行了进气道喷甲醇结合EGR的试验研究,在保持原柴油机动力性基本不变的基础上,研究了在不同负荷下,选用不同的EGR率和不同甲醇消耗率对原机的动力性、经济性、NOx和炭烟排放的影响。研究结果表明:单纯地使用EGR对于降低NOx效果比较明显,但是难以同时降低炭烟的排放,尤其当EGR率超过30%时,随着EGR率或者负荷的增加炭烟也急剧增加。向回路喷入适量甲醇后,不但可以保证NOx排放减少,而且炭烟排放也可以大幅度降低。在1 500r/min(最大扭矩转速)下,在EGR率为20%~35%,甲醇消耗率为50~70g/(kW·h)范围内,可以同时降低NOx和炭烟排放。发动机的动力性和燃油消耗略有降低,排放水平均低于燃用0号柴油。     

甲醇发动机缸内EGR分层的研究

针对一台具有螺旋进气道的点火式甲醇发动机,采用进气道加装EGR管的方式实现了EGR和新鲜充量的分开引入。应用CFD仿真软件Fire模拟了不同EGR通入时间、不同燃烧室凹坑形状等对EGR分层的影响。结果显示,加装EGR管能够实现EGR的分层,EGR的通入时长和燃烧室凹坑形状都对EGR的分层产生影响。当燃烧室凹坑形状为浅圆柱型、新鲜充量的通入压力为100kPa、EGR通入压力为160kPa时,在300°BTDC(压缩上止点前)停止通入,能够形成火花塞周围EGR浓度低、越远离燃烧室顶部EGR浓度越高的EGR分层结构。同时,在保证EGR率和燃油消耗量相同条件下,通过改变点火提前角,分析分层EGR和均质EGR对甲醇发动机缸内燃烧的影响。分层EGR能有效地提高缸压峰值、缩短燃烧滞燃期、提前燃烧始点,有利于发动机缸内燃烧的改善。     

气门相位对高膨胀比发动机性能影响的研究

在1台几何压缩比为12的双独立可变凸轮相位汽油机上,在转速1 500~5 500 r/min、全负荷工况下进行了不同进排气相位对发动机输出扭矩、燃油消耗率、爆震倾向影响的试验研究,分析了不同转速下进排气相位优化的规律以及对发动机性能的影响。试验结果表明,采用可变相位技术后,低速时扭矩提高超过8%,中高速时功率增长达10%~14.8%,转速在4 500 r/min以下燃油消耗率平均降低5%,在2 000 r/min时最低燃油消耗率达到250 g/(kW.h)。     

Brake Valve Timing and Fuel Injection: a Unified Engine Torque Actuator for Heavy-Duty Vehicles

A unified engine torque actuator for heavy-duty vehicles is developed in this paper. Based on averaging and identification of the instantaneous torque response for changes in brake valve timing and fuel flow, we derive a control oriented engine model of a six cylinder, 350 Hp turbocharged diesel engine, equipped with a compression brake. This work bridges the gap between the detailed compression crank angle based models developed in the engine design community, and the first order lag representation of diesel engine torque response used in the vehicle dynamics community. Moreover, we integrate the compression brake actuator with the service brakes and design a PI-controller that emulates the driver's actions during long descends on grades. The controller simply uses the engine speed measurement to activate the service brakes only when needed.     

EGR阀升程规律对重型柴油机瞬态工况排放特性的影响

基于1台配备废气再循环系统(EGR)的重型柴油机,试验研究了瞬态工况下EGR阀升程规律对重型柴油机排放特性的影响。针对恒转速变扭矩与恒扭矩变转速过渡工况设计了5种EGR阀升程规律,根据升程走势可分为3种类型:线性升程,上凸型升程以及下凹型升程。结果表明:瞬变过程中,初始EGR阀开度变化速率对NO_x生成影响巨大,NO与NO_x排放规律基本吻合,EGR阀升程规律对NO_2排放影响甚微。不同EGR阀升程规律下烟度变化规律相同,呈先增后减的趋势,但峰值明显不同。EGR阀升程规律对燃油经济性影响不大。     

Brake Valve Timing and Fuel Injection: a Unified Engine Torque Actuator for Heavy-Duty Vehicles

A unified engine torque actuator for heavy-duty vehicles is developed in this paper. Based on averaging and identification of the instantaneous torque response for changes in brake valve timing and fuel flow, we derive a control oriented engine model of a six cylinder, 350 Hp turbocharged diesel engine, equipped with a compression brake. This work bridges the gap between the detailed compression crank angle based models developed in the engine design community, and the first order lag representation of diesel engine torque response used in the vehicle dynamics community. Moreover, we integrate the compression brake actuator with the service brakes and design a PI-controller that emulates the driver's actions during long descends on grades. The controller simply uses the engine speed measurement to activate the service brakes only when needed.