车用多缸柴油机在低温条件下起动阻力矩的试验研究

该文采用柴油机倒拖法，产４１２０ｓＧ柴油机和日产４Ｄ１０５－５型柴油机在代温条件下的平均起动阻力矩进行对比试验研究。试验结果发现，多缸柴油机在３低温条件下的平均起动阻力矩和起动转速随机油的下降增加较快。不同类型多缸柴油机平均起动阻力矩变化规律基本相同；在相同条件下，日产４Ｄ１０５－５型柴油机的平均起动阻力矩明显比国产４１２０ｓＧ柴油机的起动阻力矩小，这对进一步研究改善柴油机冷起动，优化柴油机电起动     

柴油机冷起动过程的建模与仿真

根据柴油机工作过程特点建立了柴油机工作循环的计算机仿真模型,针对起动过程的一些特定转速进行仿真计算,研究了运转参数和环境状态对起动过程的影响。根据柴油机动态特性仿真模型研究了发动机起动过程转速随时间的变化规律,仿真结果与实测结果均较为吻合。结果表明:环境温度越低,起动转速越高,漏气率越大,摩擦力矩越大,柴油机冷起动越困难;该仿真模型可以确定能使发动机起动成功的最低拖动转速,对起动机和蓄电池的选配具有指导意义。     

柴油机进气预热装置及其故障排除

<正>柴油机具有热效率高、经济性好等优点,在车用发动机上得到了广泛应用。在低温环境下,由于机油的粘度高,柴油机的起动阻力矩大,气缸壁初始温低,燃油雾化性差,压缩后的空气温度达不到燃油自燃温度,因而柴油机存在低温起动困难问题。为了保证柴油发动机在低温条件下能迅速起动,柴油机上普遍采用了火焰预热器、电加热进气预热器等进气预热装置。     

发动机低温阻力矩研究

低温起动性能是车辆的重要性能之一,每到冬季,经常会出现起动困难的情况。影响低温起动的因素有很多,有一个直接的因素是低温起动机拖动发动机转速。但是拖动转速与起动机功率设计关系紧密,起动机功率设计最关键的条件是发动机低温阻力矩及最小拖动转速,拖动转速比较容易给出,但是发动机低温阻力矩却很难给出,一直是一个行业内的难题。本文以上汽大通VM2.8L柴油机为基础,进行低温阻力矩的研究,计算出低温阻力矩及总结出低温阻力矩的计算公式。     

不同温度和机油牌号对柴油机起动的影响

文章介绍了起动总阻力距、蓄电池容量对起动的影响,根据经验曲线对某一排量柴油机的标准阻力距进行估算,并对该阻力距值进行了不同温度不同机油牌号下的系数修正。结果表明,温度不同机油牌号不同,对柴油机起动总阻力距都有较大影响,机油黏度越大对在低温下对阻力距影响越大。在缺少柴油机阻力距及最低起动转速试验数据的情况下,利用文章中的匹配方法可以为起动机初步设计选型提供参考。但文章是在假定蓄电池容量、线阻等参数恒定的情况下进行的分析,在实际阻力距试验时,这些设计参数需要与整车状态一致。     

环境温度对整车起动阻力矩的影响研究

发动机内部阻力和变速器输入轴的阻力是汽车在起动过程中需要克服的主要阻力,尤其在寒冷的冬季,需要给发动机提供更多的燃料,才能克服相关阻力使车辆顺利起动。为提高整车起动性能并降低排放和油耗,基于转毂和环境舱在整车上开展发动机和变速器输入轴阻力矩研究,通过测试在不同环境温度、不同发动机转速或车速下对应的发动机和变速器输入轴阻力,研究发动机和变速器输入轴阻力矩随温度的变化情况。通过测试研究发现,发动机和变速器输入轴阻力矩会随着环境温度的降低而增大,但并非逐渐递增关系。     

提高柴油机低温起动性能的冷起动辅助措施

分析了影响柴油机低温起动的因素,介绍了目前柴油机经常采用的低温冷起动辅助措施及其工作原理。通过对不同冷起动辅助措施使用性能的分析,提出了在不同的环境温度下,应选用不同的冷起动辅助措施来改善柴油机的低温起动性。     

冬季柴油机起动性能差的原因及预防措施

<正>一、柴油机冷起动性能差的原因柴油机气缸压缩终了时混合气温度低。由于柴油黏度大、蒸发性差、自燃温度底,特别是当外界温度低时,柴油机吸入气缸的新鲜空气温度低,气缸壁、气缸盖、活塞顶的温度低,加之柴油机起动时转速低、漏气量大,气缸内最高压力也低,压缩终了时空气与燃油混合后的温度达不到自燃温度,造成柴油机特别是没有安装起动预热装置的柴油机难以起动。     

车用蓄电池低温起动容量的研究

对蓄电池低温起动容量的主要影响因素(极板结构、放电电流、电解液温度和密度)进行分析,得出了车用蓄电池低温起动的最佳性能参数;在柴油机低温起动试验台架上进行了低温起动扭矩、起动电压、起动电流及起动转速性能试验。结果表明,车用柴油机低温起动时,最大起动电流为678 A,最低起动电压为9.3 V,最大起动扭矩为200 N.m,起动转速提高了约52%,起动时间减少了12.5%,匹配后的蓄电池完全满足车用柴油机低温起动的性能要求。     

机油温度对多缸柴油机润滑系统性能影响的试验研究

针对某V型多缸柴油机,搭建了润滑系统压力测试平台,测试了机油温度40～115℃范围内,发动机转速800～2200 r/m in范围内,润滑系统各关键节点的机油压力、发动机阻力矩和机械损失功率,研究了机油温度对发动机润滑系统性能和机械损失的影响规律,并对极限工况下的润滑特性作出预估.结果表明:各转速下,随着机油温度的升高,润滑系统各关键节点的机油压力均降低,各关键节点间的机油压力损失也随机油温度升高而降低;在试验温度范围内,各关键节点中机油散热器的流阻和其随温度的变化率均最大;右排主油道压降大于左排主油道压降,二者差值随温度升高而减小.发动机机械损失功率和阻力矩均随着机油温度升高而降低,相同温度区间内发动机阻力矩的变化率随发动机转速增大而增大.     

进气节流对柴油机低负荷性能影响的试验研究

在柴油机上加装节流阀是提升小负荷工况排温、改善排放的途径之一,但会对柴油机的其他性能造成影响。本研究通过给柴油机加装节流阀,研究了进气节流对柴油机小负荷工况性能的影响。试验结果表明:进气节流对柴油机的排温和NOx排放提升明显;柴油机进气节流后缸内压力下降,缸内平均燃烧温度、机械效率升高,滞燃期延长,燃烧始点后移;中低转速小负荷工况,随着节流程度的增加,燃油消耗率和烟度增加;高转速小负荷工况,一定范围内通过进气节流可以实现燃油消耗率和烟度的降低。2 500r/min,29N·m工况,保持EGR阀全开,随着节流程度的增加,NOx和烟度出现同时下降趋势,当空气流量由191.4kg/h降至140.6kg/h时,燃油消耗率、NOx、烟度分别下降了7.9%,58.1%,27.3%,排温提升了42.5%。     

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)。     

利用扫气抑制增压直喷汽油机爆震的试验研究

通过台架试验研究了扫气对增压汽油机爆震的抑制效果。在转速为1 800 r/min,扭矩分别为150,200,250 N.m工况下,分析了扫气对点火提前角、进气流量和涡轮前端温度的影响。研究了相同节气门开度不同配气相位情况下,利用扫气改善大负荷下扭矩的潜力。结果表明:随着负荷的增加,扫气效果逐渐增强,发动机的点火提前角并不随着负荷的增加而推后,只是在一定区域内波动,进气流量增加,涡轮前端温度先降低后增加;大负荷下利用可变气门技术形成的扫气可以有效提高充气效率和动力性;在1 800 r/min下,发动机扭矩可以提高50 N.m。     

进气预热对柴油机起动过程动力性能影响的试验分析

为了改善某柴油机的起动特性,自行设计了柴油机进气火焰预热系统。利用基于时间的瞬时数据采集系统,测量了瞬时转速和缸内燃烧压力的变化规律,对不进气预热和进气预热条件下柴油机的起动特性进行了试验研究。试验结果表明:采用进气预热系统后,进气温度升高了18.5℃,柴油机起动过程中转速升高率增大,起动时间明显缩短;输出扭矩增大且波动明显减小;各个循环的最大燃烧压力升高且波动减小,燃油的着火滞燃期明显缩短,其着火过程中发生后燃、循环失火的概率明显减小,燃烧过程进行得更加充分,极大地改善了柴油机的起动性能。     

点火正时对电控稀燃天然气发动机性能的影响

试验研究了点火正时对电控稀燃多点喷射天然气发动机燃烧及排放性能的影响规律。对该发动机转速为1 450 r/min,1 750 r/min,2 050 r/min,负荷为25%,50%,75%,100%的12个工况点进行了试验研究。研究结果表明,在其他燃烧边界条件不变的情况下,点火正时对该发动机输出扭矩及CH4排放影响不大,但是在2 050 r/min,100%负荷工况下,随着点火正时的进一步后移,出现扭矩下降及CH4排放增加的现象。点火正时对NOx排放有显著的影响,同一工况下,随着点火正时的推移,NOx排放明显降低。     

高压共轨柴油机高海拔性能仿真研究

采用GT-Power软件建立了高压共轨柴油机工作过程模型,研究了等油量和等空燃比条件下柴油机性能随高原环境条件的变化规律。结果表明:等油量下,柴油机扭矩和燃油消耗率在海拔3 000 m以内中高转速范围基本保持不变;在海拔4 000 m以上标定转速下增压器超速,海拔5 000 m,900 r/min时发动机因空燃比过低而无法运行。等空燃比下,同0 m海拔相比,海拔5 000 m不同转速下发动机燃油消耗率平均增加7.2%,扭矩平均下降近40%,动力性下降严重。等油量或等空燃比方法不符合我国高原实际情况,需要建立新的柴油机性能高海拔修正或预测方法。     

Physical-chemical properties of ethanol-diesel blend fuel and its effect on the performance and emissions of a turbocharged diesel engine

This paper deals with the main physical-chemical properties of ethanol-diesel blend and the effects of ethanoldiesel blends (up to 15% volume) on engine performance (full load torque vs. engine speed, BSEC vs. torque at 1400 r/min and 2300 r/min, and effect of start of injection angle) and emissions in ECE R49 tests (steady 13 points) using a 6.6 L inline 6-cylinder turbocharged direct injection diesel engine. The results show that an increase in ethanol fraction results in decreased viscosity of the blend fuel and very high distillation characteristics in the low temperature range. Solvents can improve the solubility of ethanol-diesel blends. The engine power was degraded proportional to the ethanol content (10% and 15%) due to the LHV (low heating value) of the blends. The higher latent heat of vaporization and lower CN (cetane number) of ethanol, which results from the steady state emissions of CO, HC, and SOF (soluble organic fraction), were much higher in the ECE R49 tests at low loads. Soot (solid mass) emissions were improved. The particulate matter emissions were significantly increased with higher blend volumes, and NOx emissions slightly increased with higher ethanol volumes. By increasing the injection angle properly, the performance parameters of the diesel engine were improved, but NOx emissions were deteriorated slightly.     

起动机工作点的探讨

从发动机的起动过程着手分析，指出起动机工作点必须具备的两个条件；工作点的转矩大于发动机的阻力矩；工作点的转速大于发动机的最低起动转速。详细阐述了起动机的工作点是大功率点的左边还是在右边取决于所匹配的发动机和环境温度。最后总结了在设计开发起动机时，选择起动机的工作点常温下在最大功率点的左边，极限低温下在最大功率点的右边。     

机械式自动变速器起车过程综合控制

分析机械式自动变速器在各种工况下起车离合器接合过程，以起车冲击度和滑摩功均较小为原则，来实现离合器结合的平顺性。根据油门开度、发动机转速、输入轴转速计算发动机的负荷能力，控制离合器传递的扭矩使发动机输出扭矩与离合器扭矩匹配。另外建立滑摩功与离合器温升的模型，防止离合器摩镣片过温损坏。据此建立起车离合器控制MAP图，已应用于某车型的AMT样车上。     

基于液压驱动气门的柴油机性能优化研究

在某柴油机上将传统凸轮驱动气门机构改进设计为液压驱动气门机构,利用仿真软件GT-Power建立液压驱动气门柴油机模型,分析进气滞后角、排气提前角和气门重叠角对柴油机动力性的影响,然后以扭矩最大为目标对配气正时进行联合仿真优化,最后对比两种内部EGR实现方法在不同负荷下的EGR率和对NOx排放量的改善效果。研究结果表明,在外特性下,液压驱动气门柴油机在中低转速时的动力性和经济性有了明显改善,扭矩比原机提高了5.6%,燃油消耗率降低了5.1%;但由于液压气门响应滞后,随着转速的升高,改善效果逐渐降低。在转速2 000r/min时,排气门晚关比排气门早关可以获得更大的EGR率,NOx排放量降幅也比排气门早关的大,在50%负荷时,NOx排放量降幅最大为23.8%。