大功率高增压柴油机性能改进研究综述

介绍了上海交通大学内燃机性能学组在高增压柴油机性能改进研究方面的成果,包括二次进气系统、扫气旁通系统、顾氏系统、自动变进排气供油正时系统和一式脉冲转换器涡轮增压系统。     

低排放低油耗高可靠性的船用柴油机研究

文中提出了研究了几种新的措施，如适用于船用低，中速四冲和柴油优化控制进排气供油正时的顾氏系统，适用于船用高速四冲柴机的自动变进排气供油正时的ＡＶＩＥＩＴ系统１二次进气增压系统和扫气旁通的Ｓａｃｂｙ系统。     

6200ZLC型柴油机增压系统强化研究

介绍6200ZLC型柴油机增压系统强化的途径。通过分析增压系统的强化因素,认为提高增压度并且降低进气温度,可充分利用废气能量提高进气压力,提高废气涡轮增压柴油机的通流能力以及加大进气总管的容积是影响增压效果的主要原因。结合柴油机与增压器配合特性的调整,达到了提高柴油机输出功率的目的。     

二次进气预膨胀涡轮增压系统

文中介绍了二次进气预膨胀涡轮增压系统，该系统能降低燃油消耗率、机械负荷和热负荷，曾在6PA6L280柴油机上进行了性能模拟及试验研究，试验结果与理论预测很一致。若涡轮增压器总效率大于65％时，该系统能回收剩余废气功而不用动力涡轮，在结构上也大大简化，可减少不用动力涡轮系统的附加投资。为了验证这一特性，对6MANL58／64柴油机进行了模拟计算，与一般增压系统比较，结果令人鼓舞。     

相继增压对某型柴油机性能影响及喷油参数再优化

对某采用相继增压与可控进气涡流复合系统的柴油机建立了缸内仿真模型,分别对可控进气涡流系统和相继增压与可控进气涡流复合系统的燃烧过程进行仿真计算,结果表明,在低工况下后者排气中NOX、Soot的质量分数分别降低了54%和86.1%。并对相继增压与可控进气涡流复合系统柴油机喷油提前角、喷雾锥角进行了再优化仿真计算,结果表明,优化后喷油提前角为20°CA,喷雾锥角为155°。     

大功率16缸柴油机采用相继涡轮增压系统的模拟计算与研究

作者新近开发了内燃机进排气系统一维非定常流动高精度计算模型有限体积法变差减少（Finite Volume Method-Total Variable Diminish,简称FVM－TVD）程序，为了适应对某16缺大功率柴机采用相继涡轮增压系统进行模拟计算与研究的需要，在FVM－TVD程序的基础上，加入了相继增压系统，进排气旁通系统及高工况放进气系统的计算程序，利用此新编制的程序对该柴油机进行了模拟计算，其计算结果对该机何时启用相继增压系统，进排气旁通系统或高工况放进气系统提供了初步的预测，并对其控制策略进行了讨论。     

8170型柴油机应用可变几何排气管增压系统的计算研究

为了实现8缸柴油机高低负荷兼顾,提出新的可变几何排气管增压系统,通过安装在排气管上的可控阀门来实现增压方式的转换。对可变几何排气管增压系统进行稳态和瞬态计算研究。稳态计算结果表明,与原机MPC增压系统相比,在25%、50%、75%和100%负荷时,可变几何排气管增压系统的平均扫气系数均大于MPC系统的平均扫气系数,油耗均小于MPC增压系统的油耗。瞬态计算结果表明,可控阀门关闭以后,压气机后进气压力增加的程度较大。     

增压直喷柴油机螺旋进气的三维模拟

用三维数值模拟的方法研究某四缸直喷柴油机实际增压条件下螺旋进气道的进气过程,并考虑了气体的可压缩性.分别对不同气门升程下气道中流场分布、流量系数以及涡流比的变化进行了分析.指出当进气速度大于当地音速时应对流量系数的计算值进行修正,并与稳态试验结果对比,结果吻合良好,为研究增压进气过程对性能与排放的影响提供了参考.     

增压直喷柴油机螺旋进气的三维模拟

用三维数值模拟的方法研究某四缸直喷柴油机实际增压条件下螺旋进气道的进气过程，并考虑了气体的可压缩性。分别对不同气门升程下气道中流场分布、流量系数以及涡流比的变化进行了分析。指出当进气速度大于当地音速时应对流量系数的计算值进行修正，并与稳态试验结果对比，结果吻合良好，为研究增压进气过程对性能与排放的影响提供了参考。     

简谈涡轮增压

内燃机在船舶上已得到广泛应用。涡轮增压是增加内燃机功率的重要途径。通过涡轮增压,发动机功率可大幅度提高,而发动机重量及大小仅有少量增加。涡轮增压是增压的一种特殊形式,它的压气机是由排气涡轮驱动的。对发动机进气进行增压的想法,在本世纪初就有人提出来了。进气增压后,进入发动机的空气量增加,进入缸内的油量也就允许相应增加。这样,发动机的功率输出可以提高。而且,由于机械损失并不仅仅取决于功率输出,因此效率也得到改善。当然,效率最终是     

潜艇柴油机的新增压方案

潜艇柴油机现有的两种增压方案是机械增压和涡轮增压,但两者都有自身的局限性,有利也有弊。机械传动的离心式压气机:其优点是对进气真空度和排气背压及其变化不敏感,而缺点是高的空气和燃油耗率,单缸功率受到     

船舶进气系统进气特性的数值研究

采用三维数值模拟的方法,对某船舶进气系统整体气路进行求解,研究中考虑消音器、竖井、进气蜗壳等结构。采用定常方法研究百叶窗、滤清器、消音器等结构的阻力对进气系统的影响,结果表明所采用的模拟各结构阻力的方法是有效可行的。采用非定常的方法研究外界条件变化对进气系统进气能力的影响,并得到前后压差随测点位置和外界条件的变化规律。     

运行参数对双燃料船用柴油机燃烧和排放性能的影响

为研究运行参数对天然气-柴油双燃料船用发动机燃烧和排放的影响,运用AVL_FIRE仿真软件基于4190Z_LC-2型船用中速柴油机,构建燃烧室高压循环模型。通过将仿真数据和台架试验得到的缸压曲线进行对比,验证模型的准确性。采用模型仿真,研究运行参数对燃烧和排放性能的影响。结果表明:天然气替代率可以明显改善NO的排放,过高的替代率会降低指示功率,损失部分动力性;提高进气温度可改善燃烧质量,合适的进气温度可以改善动力性和经济性;提高进气压力有增压效果,适当提高进气压力可获得较好的动力性和排放性;喷油提前角的增大,会延长滞燃期,缩短后燃期,而合适的喷油提前角可以避免工作粗暴,改善柴油机动力性。     

相继增压柴油机切换点进气涡流仿真对比研究

应用STAR-CD软件对相继增压柴油机切换点工况的进气过程进行了仿真对比研究,着重对只有主增压器工作（1TC）和两台增压器都工作(2TC)状况下的进气道和气缸内的速度场、压力场等进行了对比分析。计算结果表明：在整个进气过程中,1TC较2TC的湍动能最大提高率为38%,1TC较2TC的涡流比最大提高率为29%,有利于进一步的油气混合过程。     

FSAE赛车发动机进气歧管噪声分析

以FSAE赛车CBR600型汽油发动机进气歧管为研究对象,在不降低发动机动力学性能的前提下,分析与改进进气歧管气动噪声.基于计算流体力学与声学理论,根据现有发动机性能参数,通过GT-Power软件创建二维赛车发动机进排气系统模型.计算发动机在6 000 r/min工况下的进气情况,并将该结果作为流体计算的初始条件.采用CFD软件进行稳态与瞬态流体分析,分析发动机在该工况下进气歧管内部气体流动与压力分布情况.将瞬态流体计算结果与声学软件LMS Virtual Lab Acoustics耦合计算,得到进气歧管表面声场分布与辐射噪声,分析结果表明低频噪声是该进气系统主要的噪声源.通过改进进气管长度和谐振腔容积确定3个结构改进方案.从定性的角度比较分析,优化后进气歧管进气噪声得到降低,且发动机动力学性能有所提升,最终确定方案3为最优方案.     

基于CFD的船用相继增压柴油机切换点燃烧过程对比研究

利用STAR-CD和GT-Power软件对相继增压柴油机在切换点工况下一台增压器工作(1TC)和两台增压器均工作(2TC)的喷雾、燃烧过程进行了多维瞬态对比研究,通过计算得到了1TC和2TC的缸内气体流场、湍动能、温度场等信息.燃烧过程对比研究表明:相继增压柴油机在切换点工况,1TC的进气量充足,燃空当量比小,缸内燃烧情况更加平稳,因此1TC的缸内平均压力高于2TC,缸内平均温度低于2TC.     

不同滤清装置布置形式下进气系统气动性能研究

本文以船舶燃气轮机进气滤清装置的布置形式为研究对象,利用多孔介质边界条件结合进气滤清装置阻力特性,解决了进气系统三维数值模拟时不同流速条件下总压损失不能直接确定的问题。模拟了滤清装置的常规布置形式与三角形和梯形布置形式下的进气系统全流场,确立了总压损失与通流面积比的关系。对比分析相同通流面积不同滤清装置布置形式下的总压损失,得到了布置参数与总压损失的关系。研究结果对于进气系统总体设计与性能优化具有一定的参考价值。     

斯太尔WD615系列柴油机机损事故分析及对策

斯太尔WD615系列柴油机，是我国于20世纪80年代从奥地利斯太尔(Steyr)公司引进的生产技术，分别在潍坊柴油机厂和杭州汽车发动机厂生产，已完全国产化。目前，已广泛应用于工程机械、重型汽车及船舶。该机型为6缸直列水冷式强化型柴油机，采用直喷式“ω”型燃烧器，每缸1盖，螺旋进气道，每缸1排1进结构。该系列柴油机有自然吸气、增压、增压中冷以及增压中冷谐振进气4种型式。     

230柴油机超高增压系统选型研究

探讨了 ２０Ｖ２３０柴油机实现Ｐ_（ｍｅ）＝ ２．５ＭＰａ超高增压的技术途径,总结了目前的各种超高增压柴油机所采取的技术措施,分析了顾氏系统、相继增压系统和高工况放气系统的柴油机性能,提出了“相继增压与顾氏系统相结合的复合涡轮增压系统”,并对增压系统选型及整机布置进行了讨论。     

相继增压柴油机控制系统及实验研究

相继增压是改善高增压柴油机低工况性能的有效方法。本文以MWMTBD234V8柴油机为试验机型。将其常规的涡轮增压系统改装为相继增压,对进、排气控制阀进行了设计及试验研究,开发了MWMTBD234V8柴油机采用相继增压系统的实验数据采集及进、排气阀的控制系统,并对该机进行了性能试验,试验结果表明MWMTBD234V8型柴油机采用相继增压后其低工况的动力性能和经济性能均得到了明显的提高。