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。     

VGT叶片开度对二级增压柴油机高海拔低速匹配特性的影响

基于二级可调增压柴油机高海拔性能模拟试验平台,研究了不同海拔条件下 VGT 叶片开度对高压共轨柴油机二级可调增压系统低速匹配特性的影响。研究结果表明：不同海拔下,随着 VGT 叶片开度的减小,高压级涡轮的涡轮膨胀比和压气机压比、绝热效率逐渐提高,而低压级涡轮膨胀比及压气机效率变化则趋于平缓,因此两级压气机总压比、总效率和总功率的变化趋势与高压级压气机一致;柴油机进气流量及空燃比随着 VGT 叶片开度的减小而增大,动力性及经济性也随之升高;海拔0～4500 m ,高压级压气机匹配状况良好,联合运行线均位于高效率区内。     

运用软件ASCET实现电控柴油机的增压调节

采用增压调节可实时精确地调整电控柴油机的增压压力,从而提高柴油机的比功率和燃油经济性。文中利用ETAS公司的ASCET软件进行增压调节系统的模块设计、自动代码生成和硬件在环仿真。试验结果表明,增压调节可实现对增压系统的闭环控制,加快系统的响应。最后通过优化,进一步改善系统的稳定性和可靠性。     

重型柴油机涡轮复合增压技术的研究与应用

研究了动力涡轮与曲轴之间的传动比对柴油机动力性和经济性的影响,以便将带可变截面增压器(VGT)的涡轮复合系统应用于重型柴油机上。构建了一维模型,以便模拟涡轮复合增压发动机,并优化动力涡轮和涡轮增压器与发动机的匹配。在某一台常规11 L的重型柴油机的基础上,研制了涡轮复合柴油机试验样机,并进行试验,以研究增压器开度对柴油机性能的影响,并寻求最优控制策略。结果表明:该涡轮复合增压发动机的全工况外特性优于原机,比油耗(BSFC)平均改善3%,最大改善8%。这表明:涡轮复合增压是一项能够满足未来柴油机节能减排要求的关键技术。     

基于VGT的两级可调增压系统调节特性研究

利用两级可调增压器性能试验台,进行了基于VGT的两级可调增压系统调节特性试验,分析了高压级VGT叶片和高、低压级涡轮调节阀的调节能力和调节规律。结果表明,高压级VGT叶片调节能力是涡轮调节阀调节能力的2倍以上,低压级涡轮调节阀调节能力相对较弱。涡轮调节阀全关时,VGT叶片开度由20%增至100%,两级增压器总压比降低14.8%;VGT叶片开度60%,高压级涡轮调节阀由全关到全开,两级增压器总压比下降5.0%。     

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。     

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。     

重型柴油机冷EGR与VGT耦合优化试验研究

以1台重型柴油机为试验对象,基于台架试验结果,通过建立数学模型和评价标准,对各个工况下的EGR和VGT阀门开度组合进行优化。经各评价标准优化结果的比较,选取折中NO_x排放和烟度的标准作为最优方案,对其优化结果进行分析可知:相同转速下,随着负荷的增大,EGR阀门开度先增大后减小;中等负荷下,VGT阀门开度较小,随着转速的升高,阀门开度逐渐增大;NO_x及CO排放整体较低,大负荷和高转速工况下NO_x排放显著提升,低速大负荷工况下CO排放严重升高;中等负荷下,排气烟度极低,但低速大负荷工况下烟度迅速升高。     

可变喷嘴涡轮增压器对车用柴油机瞬态性能的影响

应用自行开发的柴油机瞬态工况测控系统和VNT电控系统,试验研究了可变喷嘴涡轮增压器对车用增压中冷柴油机瞬态工况下烟度、增压压力、燃油消耗量及空燃比等性能参数的影响规律。研究结果表明,在典型瞬态工况下适当减小VNT的开度可以改善进气响应、增加进气充量,选取合理的VNT开度可以降低排气烟度,低速增负荷工况排气烟度可降低34%,但喷嘴环开度过小,将导致增压器效率下降,进气量降低,排气烟度增加。     

车用柴油机可变截面涡轮增压器控制系统研究

提出了一种以步进电机为执行器、预测函数与增压压力闭不反馈相结合的VGT控制系统，以期对喷嘴环截面积进行有效的控制，综合提高发动机的稳态和动态性能。在自行构建的软硬件系统上进行了试验，结果表明该方案简单易行，实用性很强。     

基于GT-Power的8190柴油机涡轮增压 系统仿真研究

文章基于GT-Power仿真模拟软件,以8190柴油机为基础构建整机模型对涡轮增压系统进行研究。通过更改不同的相继涡轮增压系统设置,如大小增压器的位置、流量比和增压器开闭,得到不同工况下的发动机运行参数并分析对比,使8190柴油机整机经济性和动力性处于最佳。     

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。     

二级可调增压器旁通阀与喷油参数调节规律的仿真分析

利用Wave仿真软件建立了某二级可调增压V型8缸电控单体泵柴油机的仿真分析模型,应用台架试验数据对模型进行了标定,以最佳燃油经济性为目标,计算了外特性条件下排气旁通阀开度与喷油提前角对柴油机性能的影响规律,得到两者的优化匹配规律。计算结果表明:旁通阀阀门开度及喷油参数直接影响二级可调高增压柴油机系统的燃烧和换气过程;高转速高负荷工况时需要打开排气旁通阀,并适当增加喷油提前角以降低过高的排气背压,减少泵气损失,且转速越高放气阀开度越大、喷油提前角越大;中低转速高负荷工况时,排气背压低于进气压力,泵气损失功小,不需要打开排气旁通阀,并且应适当减小喷油提前角。     

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%。     

进气管喷气对柴油机加速加载过程的影响研究北大核心

为解决相继增压柴油机加速和加载过程中出现的排放性能恶化的问题,进行了进气管喷气系统的改造,建立了瞬态过程的控制与数据采集系统,在柴油机在加速、加载过程中进行了喷气试验。通过研究不同喷气压力、喷孔直径对柴油机进气压力、最高燃烧压力和平均指示压力以及排放性能的影响规律,得出了加速、加载过程中的喷气策略,有效地改善了相继增压柴油机加速、加载过程中的瞬态性能。     

商用车匹配VGT增压器的进气系统标定方法研究

随着柴油机排放法规的升级,对NOx的限值要求越来越严格,这就要求必须准确控制燃烧时的新鲜进气量。同时,考虑到整车驾驶性表现,要求发动机进气系统具备较快速的扭矩请求响应能力。本文以某轻卡柴油机匹配VGT涡轮增压器为例,对其进气系统的标定验证方法进行了研究,为商用车柴油机匹配VGT涡轮增压器的进气系统标定验证提供了试验方法和评价指标。     

双涡轮增压系统压气机通流特性匹配方法

通过离心式压气机特性图谱分析,建立了压气机通流特性模型来表征节流线。基于压气机通流特性模型,针对车用柴油机典型工况建立了性能指标函数,从而指导增压系统匹配方案的确定。针对典型双涡轮增压系统,明确了增压系统匹配流程,建立基于压气机通流特性的匹配方法。针对某型6缸增压柴油机不同工况的性能参数指标,进行了相继增压系统和可调两级增压系统匹配计算,分别进行了大小增压器和高低压级增压器选型。通过搭建柴油机相继和可调两级增压系统试验台架,试验验证了双涡轮增压系统匹配方案,试验结果表明,所匹配的相继和可调两级增压系统能够满足不同典型工况的压比和流量要求,进而实现柴油机不同工况的性能指标,保证了柴油机全工况范围的正常运行。同时根据柴油机试验结果,以燃油经济性最优为目标,确定了相继和可调两级增压系统全工况控制策略。     

基于变海拔功率恢复的增压系统匹配计算研究

针对柴油机的变海拔功率恢复目标,进行了以增压压力恢复为目标的废气放气式增压系统匹配计算,确定了压气机和涡轮特性。在该匹配方案的基础上进行了柴油机变海拔运行范围的性能计算,得到了不同海拔高度的增压压力MAP图,并以目标增压压力为基准,根据放气阀的切换边界线确定了放气阀变海拔控制策略。研究结果表明:采用该匹配方案可以在海拔3 000m和平原工况实现增压压力恢复,但在高海拔高转速工况下可能超速;随着海拔高度的降低,柴油机外特性扭矩值逐渐减小,而废气放气阀关闭状态的运行区域逐渐减小,废气放气阀调节状态的运行区域逐渐增大。     

基于喷油提前角一EGR阀开度联合标定的欧Ⅳ柴油机试验研究

以某4缸、增压直喷柴油机为样机,利用专业试验台架,对样机的喷油提前角和EGR阀开度进行了不同工况下的标定,使样机的排放指标达到欧Ⅳ排放标准.验证了喷油提前角和EGR系统对柴油机排放的影响,找到了使发动机排放达到最理想状态时的最佳喷油提前角和EGR阀开度.     

利用柴油机尾气后处理技术实现欧Ⅳ排放标准的试验研究

以某4缸增压直喷柴油机为样机,利用专业试验台架,在优化喷油提前角和EGR阀开度的前提下,联合利用氧化催化器(DOC)及微粒氧化催化转化器(POC)技术对柴油机尾气排放进行了试验研究,并总结了DOC和POC技术对柴油机排放的影响规律.试验结果表明,通过优化喷油提前角及EGR阀开度,并且选择正确的DOC与POC的布置形式,...