涡轮增压器压气机性能分析

利用计算流体力学( CFD)对涡轮增压器的压气机叶轮及蜗壳的组合性能进行了模拟计算,得到了其在各转速下的效率及压比特性曲线.将这些特性曲线值与实验值进行对比后,详细分析了两者之间所存在的偏差以及引起该偏差的可能原因.然后对压气机叶轮内部的流场进行了详细分析,指出了引起流道效率损失的原因及今后优化方向.在此基础上初步分析...     

高功率柴油机用的可变截面涡轮增压器

高功率涡轮增压柴油机需要一个装有高压比、宽流量、不喘振的高效率压气机的有效进气系统,同样,也需要有可变截面喷咀的高效率涡轮,以便在发动机低转速和小空气流量运转时,涡轮保持高转速。 为了满足上述要求,美国陆军坦克机动车辆研究发展局制订了一项研制涡轮增压器的规划,其中规定涡轮增压器采用后弯叶轮的离心式压气机和径流式涡轮。为了控制喘振,压气机采用楔形可转动叶片扩压器;为了控制涡轮进气面积,径流式涡轮采用可转动喷咀叶片。 涡轮增压器经过几次反复设计和台架试验后,又同发动机一起进行了广泛的试验。通过试验证实,采用这种涡轮增压器能使柴油机性能得到相当大的改善。     

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。     

涡轮增压器轴向力稳态数值模拟及优化

采用Numeca数值分析软件建立了某增压器涡轮机及压气机端流场网格模型,并计算出发动机不同转速下涡轮增压器的涡轮端及压气机端的稳态轴向力分布,分析得出由涡轮端指向压气机端方向的轴向力值较大,而由压气机端指向涡轮端方向的轴向力值较小。对压气机叶轮流场进行了分析,发现压气机叶轮背部间隙内的静压分布与轴向力大小紧密相关;研究了叶轮叶顶间隙对轴向力的影响,发现叶轮轴向间隙对轴向力的影响比径向间隙大,但效率损失亦较大。在保证涡轮机效率不降低的原则下,对涡轮箱流道截面进行了改进,轴向力在发动机高转速下降低约8N。     

高原环境下增压器压气机叶轮轮毂疲劳可靠性研究

针对涡轮增压器压气机叶轮在高原地区工作时潜在的轮毂疲劳失效模式,研究了高原环境下涡轮增压器转速的变化规律以及压气机叶轮轮毂疲劳失效危险部位的应力。在此基础上,建立了增压器压气机叶轮的轮毂疲劳可靠度计算模型,分析了增压器压气机叶轮轮毂疲劳可靠度随不同海拔高度的变化规律。研究表明,当发动机在高海拔地区工作时,涡轮增压器压气机叶轮发生轮毂疲劳失效的风险在增大,随着海拔高度的增加,压气机叶轮轮毂的疲劳可靠性在降低。     

J60型涡轮增压器涡轮级的CFD研究

利用三维CAD软件建立了J60型涡轮增压器涡轮级三维流道模型。利用成熟的专门针对叶轮机械的CFD软件对该涡轮级进行了计算研究，控制方程使Baldwin-Lomax模型，主要研究了涡轮级流量特性，并将计算得到数据与实验数据进行了对比。同时计算得出了涡轮级蜗壳出口流场及涡轮出口流场分布。     

涡轮增压器压气机气动性能优化及试验研究

针对某采用EGR技术国六排放发动机低速性能不足的问题,对压气机叶轮从叶轮平均子午型线和叶片载荷分布两个方面进行了气动性能优化,并采用NUMECA三维流体仿真软件进行了仿真分析对比,结果显示优化后压气机压比及效率均得到提高,其中峰值效率提升了3个百分点。通过对压气机流场分析发现:新叶轮沿流向方向静压增长非常均匀,降低了流动损失,且在叶顶间隙区域损失减少。流体经叶轮出口流出后掺混损失较低,使得流体在扩压器中扩散损失降低。对新压气机进行了压气机台架特性测试,验证了优化设计方案的可行性。考虑到发动机注重低速性能及EGR需求,将原增压器涡轮箱流道A/R减小8%后,与新压气机匹配并在发动机台架上进行试验,结果显示发动机低速扭矩比客户要求值最大提升1.3%,低速油耗最大降低1.7%,中低转速下压差均略优于目标压差值,发动机性能和EGR水平整体满足了主机厂客户的要求。     

柴油机涡轮增压器冷却数值研究

某柴油机在标定点工作时涡轮箱进气口排气温度为763℃,要求增压器在此温度下能长期可靠工作。在考虑压气机端和涡轮端流场对轴承体进行热传递的情况下,运用CFD软件进行热流固耦合分析,得到非水冷轴承体与水冷轴承体浮动轴承温度场和涡端密封环处的温度,以评价增压器工作的可靠性,并通过试验验证数值仿真的准确性,为增压器冷却性能的进一步研究提供依据。     

涡轮增压器压气机级性能仿真预测研究

采用Fine/Turbo软件对H145涡轮增压器压气机级进行数值模拟及流场分析。介绍了涡轮增压器压气机级建模及分析过程,分析了不同模拟方法对最终模拟结果的影响。结果表明,采用CFD数值模拟和流场分析的方法对压气机级性能进行预测是可行的,可以满足增压器多方案性能优化选型需求。     

一种改善柴油车涡轮增压器润滑条件的技术方案

一、研究背景1.柴油机涡轮增压器的工作原理是利用发动机废气能量驱动涡轮高速旋转,带动同轴的叶轮将外界空气压缩送入气缸,使柴油得到充分的燃烧,达到提高功率降低油耗的目的。实践中,柴油车涡轮增压器常常因为润滑不良而导致损坏,涡轮增压器损坏后.     

基于GT-Power的柴油机仿真及优化

通过试验对柴油机进行优化,需耗费大量的人力、物力及财力,利用内燃机工作过程模拟软件GT-Power建立了柴油机仿真模型,对不同转速的配气相位进行了优化,得出相应转速下最佳配气相位,提出了一种新的改善柴油机性能的设计方案--燃油预热,并进行了模拟计算.计算结果表明：优化后的柴油机动力性得到了较大的提升,所提出的优化方案可以为柴油机改进和设计提供依据.     

多因素作用下降低增压柴油机排放的试验研究

首先对柴油中添加二甲醚的比例进行优化,然后对柴油机供油提前角和EGR率分别进行优化匹配,最后将优化的柴油机与原机进行试验对比。结果表明:经过优化后柴油机的动力性和经济性略有下降,排放性能得到优化,NOx排放大幅度降低,高负荷工况下炭烟排放降幅明显。     

单燃料天然气发动机试验研究

将一台6105Q柴油机改造为点燃式单燃料天然气发动机。对发动机的进气系统、燃烧系统等进行了优化设计。试验过程中配用了不同形式的天然气供气系统及点火系统。试验结果表明，天然气供气方式及点火系统的不同对天然气发动机的性能有较大影响。该天然气发动机采用电控多点燃气喷射技术及电控点火技术时，动力性与原柴油机相当，排放性能明显改善。     

高压共轨柴油机冷起动关键控制参数优化的试验研究

以某直列6缸柴油机高压共轨系统为研究对象,研究了柴油机冷起动控制参数和可控变量,并建立了共轨系统冷起动优化控制方案,通过改变共轨系统燃油喷射压力、格栅预热时间、喷射时刻等相关参数,改善并优化冷起动燃烧过程,采用试验标定验证了优化方案的可行性。研究结果表明,关键参数优化可以明显改善柴油机的冷起动性能,保证柴油机快速起动,满足车用柴油机的使用要求,为柴油机的低温起动标定提供依据。     

柴油机掺氢文丘里管的结构设计及优化

为了将由水解装置产生的氢气由进气总管处引入柴油机,设计了一套文丘里管装置,将压力较低的氢气（0．15 M Pa）自发地引入压力较高的进气总管（0．25 M Pa）内。为了优化该文丘里管的吸氢能力,并降低文丘里管装置对发动机进气的影响,同时确保文丘里管结构尺寸较小便于安装,采用CFD软件 FIRETM模拟了发动机实际工况下的文丘里管内气体流动情况,分析了分流流量、喉口管径、导流段管径、收缩角、扩压角、收缩圆角半径、扩压圆角半径等7个参数对氢气吸入能力的影响特征。结果表明：参数优化后文丘里管能够产生足够的低压,使水解的氢气顺利地吸入进气总管,同时不对发动机进气产生较大的流阻影响。     

CA4D32—12柴油机喷油器及喷油泵的匹配试验研究

对CA4D32—12柴油机进行了喷油器及喷油泵的匹配试验研究。选择不同的喷油器孔径、喷孔夹角及具有不同结构参数的喷油泵进行排放及性能试验,就这些因素对排放及性能的影响进行了分析,确定了喷油器和喷油泵的优化匹配方案。试验结果表明,通过优化匹配提高了CA4D32—12柴油机的排放性能指标,使其在满足欧Ⅱ排放标准的同时,外特性最低燃油消耗率达到了209 g/(kW.h),提高了燃油经济性。     

某国IV柴油机催化器流场分析

为分析某国IV柴油机后处理装置内部流场的气流分布,文章通过CFD软件AVL-FIRE对该柴油机的催化器进行了CFD仿真分析,计算得到了催化器载体DOC和POC前端的速度均匀性系数,该结果符合评价标准。结果表明,裁体前端的速度均匀性系数均处在一个较高的水平,能够满足气流分布均匀性要求。     

CA498柴油机冷却水流LDV测量

为验证柴油机冷却水套CFD计算结果的准确性，利用LDV测速系统测量了CA498柴油机缸盖及缸体内流场12个关键点处的速度，并将试验结果与CFD计算结果进行了比较一结果表明，除了缸体上3个点的实际测量结果与CFD计算结果有较大偏差以外，其他各点试验测得的数据与CFD计算结果有较好的一致性。分析了造成偏差的主要原因。     

某商用车柴油滤清器的加热器优化开发及验证

商用车燃油供给系统中的柴油滤清器作用是为发动机提供足够的、干净的柴油。在对某商用车的柴油滤清器进行台架试验时,发现其额定功率为360 W的环形加热器加热性能尚有可优化空间,因此在原有柴油滤清器的基础上针对加热器进行了优化,结果加热性能得到很大提高。对此种方案进行试验验证,说明此优化方案在提高柴油滤清器的加热性能上有很大效果。通过加装优化后的加热器,配合使用-35号柴油,优化的滤清器方案能够保证柴油滤清器在低温环境、内部0号柴油结蜡的异常情况下,使滤清器短时间内达到正常工作状态,然后切换0号柴油,滤清器内未再结蜡。     

双层分区燃烧系统对高强化柴油机性能的影响

柴油机的燃烧系统是混合气形成质量的关键。为改善某高强化柴油机的燃烧和排放性能,在保证原机压缩比不变的条件下,设计了一种双层双弧脊分区燃烧系统——双层燃烧室匹配双排喷孔,并基于计算流体力学软件Converge进行数值模拟,研究不同上下排喷孔油束夹角对缸内燃烧和排放的影响。研究结果表明:新设计的燃烧系统的燃烧和排放性能均优于原机,上下排喷孔油束夹角会影响燃油在上下层弧脊处的分配,较大的上排喷孔油束夹角有利于对燃烧室顶隙空间的利用和上层弧脊下侧混合气的形成,较小的下排喷孔油束夹角有利于燃烧室底部凹坑附近空气利用率的提高和混合气分布范围的增加。因此,需要对上下排喷孔油束夹角进行合理的选择和匹配,使得发动机的整体燃烧和排放性能达到最优。