进气节流对柴油机性能和排放影响的试验研究

针对柴油机在进行国六排放标准试验时,WHTC循环试验中排气温度低,部分工况点达不到后处理器的起喷温度,SCR催化转化效率不佳的问题,在1台带有节气门的柴油机上开展了试验,研究了进气节流对柴油机排气温度、空燃比、排放和燃油消耗率等的影响。结果表明:低负荷时,节气门关度在0%～40%时,进气节流对柴油机性能和排放影响较小;节气门关度在40%～65%时,进气节流可以明显提高柴油机小负荷时的排气温度,且不会使发动机不透光烟度、CO、THC、NO_x显著增加;当节气门关度超过70%时,进一步增加节气门关度能迅速提升排气温度,但是会使发动机排放严重恶化,燃油消耗率迅速升高。     

中重型商用车发动机进排气系统的测试与匹配性研究

利用计算机作为通信和指令控制的上位机,组建了一套进排气系统多点压力、温度的自动采集和记录测试系统。使用该测试系统,对不同类型的发动机进排气组件进行了匹配性研究,经过系统的压力、温度对比试验,针对具体一款发动机找到最佳的进排气组件,有效地改善了发动机的经济性、动力性和排放性能。同时该测试方法作为一种技术手段为发动机匹配性的设计与优化提供了客观、量化的试验数据。     

进气节流对柴油机性能影响的试验研究EI北大核心CSCD

针对柴油机排气SCR后处理装置在排气温度较低时性能不佳问题,在WP10柴油机进气系统上设置了进气节流阀,进行了进气节流对柴油机排气温度、排放和油耗等影响的试验研究。结果表明:进气节流可明显提高柴油机小负荷时的排气温度,随着节流度的加大,在一定范围内不会引起发动机油耗和PM与NOx排放的明显增加,但当节流度超过一定范围,影响会明显增加,且转速越高,影响的幅度越大。     

柴油机排气管长度对排气温度影响的试验研究

柴油机增压器出口到后处理装置之间的排气管长度影响排气温度,从而影响了SCR后处理装置的工作效率。在发动机台架上进行了排气管长度对排气温度影响的试验研究,结合ETC和WHTC排放循环,对比了排气管是否包裹保温材料对排气温度的影响。试验表明:排气管长度越长,排气温度下降越快,最大温降高达19%,对NOx排放影响也越大,NOx排放相对国家标准增加59%;增加保温材料能维持一定的排气温度,但温降最大也达到8%,NOx排放相对国家标准增加23%。     

GZ机油添加剂对发动机环保性能影响的试验研究

通过对各种汽油机、柴油机进行的有无GZ添加剂时的对比试验,证明了GZ机油添加剂能降低发动机的机械噪声,减少柴油机排气烟度和汽油机的怠速有害排放,改善发动机的环保性能。     

柴油发动机无衬套摇臂开发

针对某柴油机工作中频繁出现的发动机制动性能下降、冷起动冒蓝白烟问题进行分析,确定故障主要原因是排气摇臂衬套过度磨损。进一步分析确认,该柴油机采用的摇臂集成式发动机制动工作模式是衬套过度磨损的主要因素。采用对比磨损试验和有限元分析方法对现有设计进行改进,其措施包括排气摇臂无衬套设计、排气摇臂结构优化设计等。台架对比试验及道路试验验证表明,改进方案效果明显,该柴油机可满足用户使用要求。     

集成排气歧管GDI发动机热平衡试验研究

本文中研究了不同的发动机台架热平衡试验方案和试验条件对集成排气歧管缸内直喷(GDI)汽油机热平衡性能试验结果的影响。结果表明:与传统发动机台架热平衡试验方法相比,基于实车散热器、冷却和进排气管路以及附件的台架热平衡试验方案,可降低管路变化造成的系统流动阻力增大、管路传热损失增加、冷却液流量不可控、发动机进出口冷却液温差过小等对热平衡试验不利的因素影响,试验结果更接近实车状态;中冷后进气温度、冷却液温度和开关冷却风机等对热平衡测试结果均有显著的影响;集成排气歧管式发动机的排气歧管内置在缸盖内导致发动机冷却水套的散热量明显增大,冷却系统也必须提供更大的冷却能力才能满足发动机的热平衡需要。     

柴油机高原动力性能仿真及环境模拟系统影响分析

利用GT-Power设计柴油机系统模型,结合环境模拟系统结构特征构建了其相应的模型特征,与实际台架模拟系统试验对标验证了模型的有效性,进一步运用模型分析了高原环境条件涉及压力和温度因素时的柴油机固有性能特征,研究了进排气管路系统特征对柴油机性能的影响。结果表明,高原环境条件下的压力因素对柴油机性能的影响大于温度因素。随着模拟压力的下降,柴油机功率下降,二者在高转速工况呈非线性关系。随着环境温度下降,柴油机性能转好,温度对转速1 800 r/min以下工况影响更大。进气压力高于排气压力时,在最大扭矩转速工况,平均单位压力变化会导致功率增加约10 kW;排气压力高于进气压力时,中高转速工况柴油机性能仍能维持,中低转速则直接恶化。进气管路长度、管路直径、管路表面粗糙度的影响程度由大到小依次为直径、长度、表面粗糙度,进气模拟管路直径影响加剧的临界值为0.2 m;排气管路主要是管路直径对柴油机性能的影响,临界值同样为0.2 m。     

进、排气背压对涡轮增压柴油机工作过程影响的研究

本研究在不同进、排气背压下,测定了柴油机示功图,进、排气管温度及压力,柴油机输出功率和排气烟度等参数,在此基础上计算了柴油机放热率,分析了进、排气背压变化对柴油机放热率的影响。结果表明,进气背压变小后,柴油机燃烧持续期变长,热量利用率低;排气背压增大后,柴油机燃烧不充分,排气烟度大;排气背压变大后,涡轮增压器工作环境差,柴油机进气压力也相应降低。     

排气背压对有无EGR重型柴油机油耗的影响

为了研究排气背压对有无废气再循环(EGR,Exhaust Gas Recirculation)重型柴油机油耗及排温等性能的影响,选取了1540r/min和320N.m的稳态工况分别对有EGR和无EGR的发动机进行了变排气背压试验。试验结果表明:排气背压每增加1kPa,无EGR的发动机油耗率增加0.49g/kWh;有EGR的发动机油耗率增加1.43g/kWh;排气背压对有EGR发动机的油耗率更敏感;低背压时,有EGR发动机的油耗率低于无EGR发动机,高背压时,有EGR发动机高于无EGR发动机。研究结果为重型柴油机排气系统结构设计和布置提供了理论指导。     

高温高负荷下Miller发动机扭矩提升的控制策略

为了解决Miller循环混动发动机在高温高负荷下爆震倾向明显增加而导致扭矩损失严重的问题,该研究通过台架试验,对进排气相位、喷油比例和喷油相位等关键控制参数进行了优化,并根据高温高负荷下发动机的工作特性,在发动机控制逻辑中引入温度修正。结果表明：进排气相位优化等措施成功抑制了爆震;优化后的发动机在1 600 r/min高温全负荷工况下扭矩提升了18.5%;并且实现了对进排气相位、喷油参数和点火角的高温补偿,以及不同温度下控制参数的解耦,显著改善了高温高负荷下的动力性能衰减。     

柴油机WHTC循环排气热管理之后处理技术研究

本文介绍了WHTC排放测试循环的背景,以一台3.8L柴油机为试验样机,对其运行WHTC循环以及现行国标GB17691-2005中的欧洲瞬态排放测试循环(ETC)的试验工况进行了后处理排气温度对比分析,造成WHTC循环NOX排放的主要原因就是发动机在循环过程中排气温度偏低,SCR后处理系统工作条件不佳。因此能够提高或保持后处理器的温度,选择更高效适用的后处理是我们研究的方向,本文基于后处理保温措施,后处理的选择对排放的影响进行分析。     

CNG/柴油双燃料发动机燃烧特性研究

基于某高压共轨柴油机进行CNG/柴油双燃料发动机的燃烧特性研究。在不同工况下通过改变引燃柴油的喷射参数及空燃比改变燃烧特性,对发动机燃烧压力进行实时测量,对比分析双燃料发动机与柴油机的燃烧差异及引燃油量、引燃时刻和空燃比对双燃料发动机燃烧的影响。基于试验得出双燃料发动机的放热率、起燃时刻及燃烧持续期等特征,从而给出双燃料发动机性能提升建议。     

铁基燃油添加剂对柴油机颗粒排放影响的试验研究

基于发动机试验台架,对柴油中添加微量的铁基燃油添加剂进行了试验,从颗粒物数量浓度和粒径的分布特性、排气烟度、颗粒物的氧化特性等方面研究了燃油添加剂对柴油机颗粒物排放的影响。研究结果表明：燃油添加剂能降低柴油机排气温度和排气烟度。加入添加剂后,核模态颗粒数量浓度增加,峰值粒径也增加;积聚态颗粒数量浓度无明显变化;颗粒物总数量浓度增加,但添加剂浓度对颗粒数量浓度影响较小。添加剂使颗粒物中SOF含量增加,同时也使得微粒的氧化表观活化能和起燃温度都降低。     

12V150柴油机水下起动性能研究

通过试验装置模拟装甲车辆水下起动,进行了多方案对比试验,分析了影响柴油机水下起动性能的几个主要因素。结果表明,配气相位和排气系统是影响柴油机水下起动性能的2个主要因素,气门重叠角越小,越有利于水下起动;脉冲排气系统较组合脉冲排气系统更有利于柴油机水下起动。     

3L柴油机冷起动技术评价

日益严格的排放法规要求现代柴油机后处理系统在起动后不久就必须变热并开始控制排放。介绍了几种新的专注于降低后处理激活温度的技术,但柴油机系统仍然需要向排气提供热能以便进行冷起动。研究评价了几种发动机技术,注重改善发动机系统向后处理系统提供热能,同时尽可能减小对燃油经济性和排放产生影响。研究在1台配有定制双回路废气再循环系统的现代共轨3L柴油机上进行。根据速度/负荷工况采用各种燃烧策略对该发动机低氮氧化物排放进行了标定。在本评价过程中,显示出具有强大潜力的技术包括涡轮旁通系统、排气门提前开启、停缸技术和发动机延迟起动技术。这些技术的性能通过1个发动机测试单元进行了比较,该测试单元通过编程模拟了FTP-75试验循环的第一部分。     

柴油机等离子体后处理器台架试验研究

介绍了一种基于电晕放电等离子体的柴油机排气后处理装置的工作原理.在发动机试验台上使用欧洲瞬态循环测试了该装置对降低柴油机颗粒物(PM)和其它污染物排放的效果,并对比了30 000km运行前后排放控制性能的变化情况.结果表明,加装了该后处理器后,发动机的PM排放减少了50%,C0和THC降低40%以上,NOx排放也有一定程度的削减;经耐久性运行后,工作性能没有明显的劣化.     

基于多因素神经网络模型的柴油机NO_x排放预测及试验研究

以发动机转速、进气量、循环油量、发动机出水温度、中冷后进气温度、进气湿度、排气背压、柴油温度作为输入,NO_x排放质量流量为输出,优化隐层节点和迭代次数,并经过样本训练,构建了NO_x排放预测模型。结合台架试验数据,验证了模型的泛化能力,其预测值与试验值间误差小于1.5%。在此基础上,利用模型进一步分析了试验因素的重要度和试验控制性。结果表明:发动机转速、循环油耗、中冷后进气温度、排气背压对柴油机NO_x排放的影响相对较高;进气湿度控制范围过宽,对NO_x排放测试结果影响高于其他因素。     

废气再循环降低增压柴油机排放的试验研究

对废气再循环（EGR）系统降低CA498Z柴油机排放进行了试验研究，介绍了试验设备和试验方法。试验结果表明，EGR系统能显著降低发动机NOx的排放量，在高负荷时尤为明显；但高负荷时应用EGR系统会引起动力性下降、油耗上升、排气烟度增大；在发动机各工况点下选择最佳的EGR率，可在对发动机其它性能影响很小的前提下，显著地降低发动机的NOx排放。     

排气管喷油再生的DOC辅助DPF系统起喷温度的试验研究

通过发动机台架试验,在固定发动机排气流量的条件下,试验研究了不同柴油机氧化催化器(DOC)前温度、排气尾管燃油喷射速率、贵金属(PGM)涂层含量时,DOC的碳氢化合物(HC)转化性能;得出DOC性能的变化规律、起喷温度的标定方法、PGM涂层含量对DOC催化器的影响规律。试验结果表明:随着DOC前温度的升高,DOC的HC转化能力增强,碳氢泄漏现象减弱。可通过标定达到柴油机颗粒捕集器(DPF)目标再生温度所需的DOC前温度(起喷温度)随喷油速率的脉谱图确定尾管喷射再生系统的起喷温度。随着喷油速率的增大,起喷温度先逐渐降低,然后缓慢上升。PGM涂层含量增大,DOC的HC转化能力增强,达到DPF目标再生温度所需要的起喷温度减小。PGM涂层含量为A和Bg/L时,达到目标温度所需的最低起喷温度为240~244℃。