脉冲来流下蜗壳几何参数对涡轮流动特性的影响

为了探明脉冲来流下蜗壳详细设计参数对转子进口流动时空变化及气动性能影响机理，提高涡轮效率，采用三维非定常数值模拟方法，研究了蜗壳出口半径、蜗壳截面形状和进口导管角对涡轮流动特性的影响。结果表明：蜗壳出口半径增大，可以有效抑制蜗舌引起的周向畸变，在脉冲波峰时刻降低蜗舌附近叶片吸力面熵产率，在脉冲波谷时刻降低叶片压力面熵产率，可提高涡轮气动性能；梨形截面蜗壳优于圆形截面蜗壳，降低了蜗舌处熵产率；进口导管角主要影响蜗舌处的气体流动，导管角增大使蜗舌处流动畸变增强，并使得蜗壳等效A/R值增大，质量流量(MFP)增加。     

双进口无叶蜗壳径流涡轮的脉冲流动特性

为表述涡轮增压器在脉冲条件下工作,测量了径流涡轮转子进口和出口处的不稳定流动。即使在设计工况测得的进口冲角和出口旋流变化也很大。这些结果可以与瞬时效率相关联,并且增进了对涡轮增压器涡轮工作的了解。     

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。     

壁流式过滤体的流动阻力分析及再生效率研究

分析了工作中的壁流式过滤体的流动阻力,指出过滤过程中,当小孔壁面上的PM滤饼形成后,排气流经壁流式过滤体时的压力降低主要由过滤体小孔壁面、PM层、入口和出口小孔通道等4处的流动阻力产生,其中前两处的流动阻力起主要作用。给出了过滤体再生效率的两种定义,并分析了其差别,指出对相同结构的过滤体,可以用再生前后排气流经过滤体的压差计算其再生效率;对不同结构的过滤体用该定义评价再生效率时,应考虑由于过滤体自身结构参数的变化引起的再生效率的变化。     

一种集成式热管理模块用水泵的噪声优化研究

集成式热管理模块用暖风水泵为插入式，并与水道直接相连。在整车上当水泵高转速时，车内噪声突出，主观感受非常差，车内主驾噪声645Hz峰值声压级36.5dB(A)，经分析其峰值为暖风水泵的8阶噪声。本文研究了暖风水泵性能和流动噪声随流量的变化规律及特性。当水泵叶轮连续掠过隔舌时，叶轮与隔舌间空间位置固定的流体微团受到周期性挤压，其压力出现周期性波动，并对外辐射脉动压力，反作用于叶轮上产生周期性不平衡的径向力，导致机体振动。通过水泵隔舌圆角大小对瞬态压力脉动特性的影响及流场特性的CFD仿真，发现增大隔舌圆角后，叶轮前端与隔舌间间隙增大，因而动静干涉减弱，叶频处的压力脉动幅值明显减弱，其作为振动激励源的影响也随之减弱。经过整车测试，车内噪声在645Hz峰值降到20dB(A)以下，满足整车目标要求。     

双通道蜗壳径流涡轮的设计与流动机理研究

低负荷下的扭矩对于小型发动机十分重要,其决定了汽车的驾驶性能。配有双通道蜗壳的涡轮已被证实在瞬态性能和气缸扫气方面具有极大优势。本研究通过数值方法,比较了不同部分进气条件下双通道径流涡轮的性能。设计了一个双通道径流涡轮,以达到某国外混流涡轮(带有可变喷嘴的涡轮A)的流通能力。借助软件ANSYS-CFX,采用稳态数值模拟方法来实现全部进气和部分进气条件下涡轮的性能预测。基于不同进气条件(叶根进气HI和叶尖进气SI)的性能比较结果进行流动机理分析。结果显示SI比HI具有更好的性能,且传递到叶轮的流动在通道内产生了完全不同的涡流结构。对于HI进气,产生于叶轮叶根处的涡流逐渐迁移到叶尖区域,而SI进气正好相反,这即是HI进气较SI进气具有更高流动损失和更差性能的原因。     

交通荷载作用下市政道路路面振动测试与分析

对市政道路进行减隔振设计,需先研究交通车辆荷载引起的道路振动特性。实测了广州市南大路和番禺大道北辅路在四种车辆和混合车流时的路面振动加速度,并对测试数据进行峰值、频谱、VLz振级分析,研究车辆荷载引起的市政道路振动规律。结果表明:道路振动加速度响应幅值与汽车轴重、行驶速度、道路结构刚度密切相关,随着汽车轴重、车辆行驶速度和道路刚度的增大而增大;汽车荷载激励以竖向振动为主,频率主要在5.0～40.0 Hz之间,能量集中于10.0~20.0Hz范围。     

高压共轨柴油机高海拔热平衡模拟试验研究

在内燃机高海拔（低气压）模拟试验台上,对某高压共轨柴油机进行了模拟高原环境的热平衡试验,研究了海拔高度和冷却液温度对柴油机整机热流量分配的影响。结果表明：随着海拔的升高,转化为有效功的热量以及排气带走的热量逐渐下降,冷却液散热量逐渐增大,其他热量损失大幅增加;在相同海拔下,随着冷却液温度的升高,转化为有效功的热量和排气带走的热量逐渐增加,冷却液带走的热量大幅下降,其他热量损失明显增大;当海拔大于3000 m 后各项热流量分配的增幅或降幅变化更加明显。     

燃烧过程对轻型车用柴油机怠速噪声的影响

发动机噪声是车辆怠速噪声的主要来源。为研究某轻型卡车怠速开空调时车内噪声增大的问题，进行了发动机台架试验，试验对象为一台4缸、四冲程、涡轮增压中冷、电控高压共轨柴油机。试验测量了柴油机的气缸压力、声功率及近场噪声，通过比较声功率级，分析了柴油机在不同工况下的噪声变化。基于气缸压力计算了放热率、压力升高率等燃烧特性参数，基于近场噪声信号计算了近场噪声频谱，进一步研究了燃烧特性参数变化对不同频率近场噪声的影响。结果表明：冷却液温度小幅度降低时喷射策略确定的喷油正时提前，导致气缸最高燃烧压力及预喷燃油燃烧引起的压力升高率峰值显著增大，怠速噪声增大；750 r/min时喷射策略确定的喷油正时较早，压力升高率较大，最高燃烧压力在更靠近上止点的位置出现且持续时间较长，燃烧过程较780 r/min与820 r/min时更为剧烈，这是该转速下噪声较高的主要原因。开空调时循环供油量增加，燃烧过程更加剧烈，产生更高的压力升高率及最高燃烧压力，也会导致怠速噪声增大。此外，频率在1 000 Hz左右噪声的变化对该柴油机整体噪声水平的影响最大。     

现代摩托车用空气流量计的结构原理与检修

空气流量计(AFM)是大排量摩托车用来计量进入发动机的空气质量的,属汽车级精密电控元件。将计量的进入发动机的空气量转换成相应大小的电压脉冲信号,输送给ECU,计算出基本喷油量。一般而言,空气流量计的的技术指标应达到:满度值236 L/min,输出脉冲重复频率0～5 Hz,准确度7.08 L/min±1%,分辨率0.1%,响应速度1 ms,可靠性2 000 h r内达99.7%。     

车用增压器涡轮非稳态流动特性研究进展

阐述了非稳态流动特性对于涡轮设计和增压发动机匹配具有重要的指导作用,对涡轮非稳态流动特性研究中涡轮测功方法、非稳态特性试验和性能预测等重要问题进行了回顾和总结。     

径流式二级增压系统的喘振分析与试验研究

为研究径流式二级增压系统的喘振及影响因素,建立了二级增压系统压气机性能试验台架。试验数据表明,高压级压气机的气体流动已经进入雷诺数自动模型化区,可以采用马赫数相似准则将高压级压气机的实际参数转化为标准状态的折合参数。由此,可根据高低两级压气机的折合流量特性图和实际的运行工况来判断引起二级增压系统喘振的压气机。     

脉冲转换排气系统三维非定常流动计算研究

对大功率8缸柴油机采用的脉冲转换排气系统进行了三维非定常流动计算,针对发动机实际排气管形状,计算物理模型采用多面体网格单元,排气管进口边界条件采用简化的用于一维性能计算的质量流量条件,湍流模型采用标准kε-模型。结合对排气管开启、关闭时刻点以及排气最大流量点的分析,探讨了脉冲转换排气系统的流动机理。     

离心压气机叶轮出口气体流动演变规律数值仿真研究

采用全三维仿真计算方法,针对离心压气机叶轮出口位置,进行了气体流动演变规律研究。研究结果表明:相同转速下,随着流量的减小,叶轮出口绝对气流角增加,且增加的范围主要集中在叶轮流道中心以下区域,叶顶区域变化不明显;相同转速下,叶轮出口总压比呈逐渐增加趋势;相同转速下,流量的减小使得叶轮顶部的效率损失减小而主流区的效率损失增加,压气机的最终效率取决于间隙流和主流流动损失的耦合作用。     

增压器混流涡轮的设计和试验研究

为了提高车用增压器涡轮的性能,针对某柴油机匹配的JP78B增压器进行了混流涡轮设计和试验研究。利用叶轮机械CFD软件NUMECA,对所设计的8个混流涡轮叶轮进行了叶轮内部流动的计算,分析了叶轮进口倾斜角、叶轮进口攻角、叶轮宽度和叶片数对混流涡轮叶轮性能的影响,进行了混流涡轮和径流涡轮的性能试验。试验结果表明,混流涡轮比径流涡轮效率高,并且涡轮最高效率点的u/co小。     

用于增压器涡轮瞬态特性试验的脉冲发生器设计研究

针对汽油机排气脉冲压力波特点,研制了在增压器试验台上模拟汽油机排气压力波的脉冲发生器,对脉冲发生器进行了试验验证,测量了对应于汽油机不同转速工况下脉冲发生器产生的脉冲压力波形。结果表明,该脉冲发生器可以很好地模拟汽油机的排气脉冲,为增压器涡轮瞬态特性试验提供了一种有效手段。     

车用涡轮机复合喷嘴初步优化设计

提出了一种新型的涡轮喷嘴结构——复合喷嘴,针对该新型的涡轮可调喷嘴结构进行了数值模拟,对喷嘴叶片周向位置、叶片安装角和叶片数等参数进行了初步优化,并分析了气动损失偏大的流动机理。数值仿真结果表明,该喷嘴总压损失相对于单叶片VNT喷嘴略大,喷嘴段总压损失增大1.4%。     

一种涡轮增压器涡轮非稳态特性试验台

系统分析了车用涡轮增压器涡轮非稳态特性测量及计算的方法,提出了涡轮瞬态实际输出功等影响涡轮非稳态特性获取的关键参数的得出方法,探讨了试验中不能直接测量的参数的获取方法和测量瞬态参数时间不同步问题的解决方案,为涡轮的非稳态特性测量及计算提供理论支持;在此方法的基础上,搭建了涡轮非稳态特性试验台,研制了脉冲发生器并提出了脉冲发生器系统的设计方法,为涡轮的非稳态特性研究提供了一种有效的试验手段;对某型号涡轮工作在发动机典型工况下的特性进行了试验研究,观察到了"涡轮非稳态特性圈"现象。     

Numerical study of a light-duty diesel engine with a dual-loop EGR system under frequent engine operating conditions using the doe method

Exhaust gas recirculation (EGR) is an emission control technology that allows for a significant reduction in NOx emissions from light- and heavy-duty diesel engines. The primary effects of EGR are a lower flame temperature and a lower oxygen concentration of the working fluid in the combustion chamber. A high pressure loop (HPL) EGR is characterized by a fast response, especially at lower speeds, but is only applicable if the turbine upstream pressure is sufficiently higher than the boost pressure. On the contrary, for the low pressure loop (LPL) EGR, a positive differential pressure between the turbine outlet and the compressor inlet is generally available. However, a LPL EGR is characterized by a slow response, especially at low and moderate speeds. In this study, of the future types of EGR systems, the dual-loop EGR system (which has the combined features of the high-pressure loop EGR and the low-pressure loop EGR) was developed and was optimized under five selected operating conditions using a commercial engine simulation program (GT-POWER) and the DOE method. Finally, significant improvements in the engine exhaust emissions and performance were obtained by controlling several major variables.