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。     

12缸柴油机低温条件下的起动方法研究

在-35℃的低温试验环境下,冷冻柴油机、电瓶、柴油等相关试件并保温,研究了起动液、酒精喷灯、"起动液+曲轴箱空气加热器"、"进气预热器+电热塞"等起动方法的可行性。结果表明:喷起动液和"起动液+曲轴箱空气加热器"的辅助起动方法可使左进气温度、右进气温度、气缸盖温度有一定的升高,但不能辅助柴油机起动成功;酒精喷灯加热油底壳增加了润滑油的流动性,减小柴油机起动的摩擦阻力,从而促进了柴油机成功起动;"进气预热器+电热塞"同时加热进气的方式确保升高并维持进气温度,促使柴油机成功起动。进一步分析可知,进气加热和润滑油加热的方法更利于柴油机的低温起动。     

电控共轨柴油机海拔特性仿真

利用GT-Power建立并验证电控共轨柴油机及海拔模型,并对0~4 000m海拔下发动机与增压器的主要性能参数进行分析。结果表明:随海拔增加,排气背压减小,排气能量增加使增压器转速增加,压比增大,但增压后进气压力降低,进气量减少;增压器消耗功率增加,效率下降造成增压后进气温度升高。随着海拔升高,最高燃烧压力和指示平均有效压力降低,平均机械损失压力减小。海拔升高造成着火时刻延迟,燃烧放热率峰值上升,燃烧持续期延长,后燃现象严重。     

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。     

柴油机进气管瞬态流动均匀性三维数值模拟

运用计算流体力学方法对柴油机进气管瞬态流动过程进行了三维数值模拟,讨论了在进气重叠期内,不同工况下进气管内部流场的变化情况。分析了柴油机进气增压压力、转速以及进气重叠时间对各进气歧管出口空气质量流量、进气分配质量、进气最大不均匀度的动态影响。计算结果表明:柴油机进气增压压力越低,进气最大不均匀度越大;进气重叠角越大,进气最大不均匀度也越大;柴油机低转速工作时的进气最大不均匀度要高于高转速最大不均匀度。通过提高进气增压压力、合理优化进气管几何结构,可以减小柴油机在进气过程中出现的进气分配不均匀现象。     

大气压力和冷却液温度对柴油机性能影响的试验研究

利用内燃机高海拔(低气压)模拟试验系统,研究了大气压力和冷却液温度对柴油机性能与燃烧特性的影响规律。试验结果表明:随着进气压力降低,柴油机最高燃烧压力下降,缸内平均温度大幅升高,燃烧始点推迟且持续期延长,后燃严重,燃烧过程未能及时释放热量,动力性能和燃料经济性下降明显;随着冷却液温度的升高,最高燃烧压力增大,燃烧始点提前且持续期略有延长,燃烧重心略微前移,燃烧放热率减小,且大气压力越低冷却液温度对柴油机燃烧过程的影响越明显。在高海拔(低气压)条件下,提高柴油机冷却液工作温度,可以明显减少冷却液散热量,提高柴油机的热-功转换效率,显著改善柴油机的高原动力性和经济性,同时柴油机热负荷升高幅度并不大。     

依维柯客车低温不易起动故障1例

正冬季是柴油机容易出现问题的季节。因为进入冬季后,柴油机进气温度偏低,压缩后达不到自燃温度。再加上机油粘度增大,使起动阻力矩增大,柴油蒸发雾化不好及蓄电池端电压下降等原因,使柴油机起动困难。因此,柴油机一般都装有进气预热系统,以改善柴油机的冷起动性能。但柴油机的进气预热系统使用频率较低,驾驶员和维修人员对故障排除方法一般都不太熟悉,难于及时、准确地排除故障,影响了装配柴油机车辆的正常使用。一、故障现象有1辆依维柯客车进入冬季后,     

某柴油机性能优化与装车适应性研究

针对某柴油机装车使用暴露的性能和可靠性问题,进行了柴油机性能优化研究、动力舱冷却系统测试分析以及相关部件改进研究。通过柴油机性能优化,影响装车使用可靠性和机动性的柴油机排气温度得到大幅度降低;通过减小增压器转动惯量,柴油机动态响应性能得到大幅度提高;通过采用水—空中冷冷却系统,解决了原空—空中冷冷却系统进气阻力大,严寒地区使用冷起动进气过冷,大负荷使用存在热冲击和燃烧室部件烧蚀等问题。     

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。     

基于台架重复性的柴油机NOx排放测量影响因素研究

针对某电控高压共轨柴油机排放性能优化过程中出现的问题,基于柴油机试验台架的重复性,进行各参数变化趋势分析以及与NOx排放测量的相关性分析.在此基础上,进行了ESC变工况和持续恒工况的试验验证分析.结果表明:进气相对湿度、进气质量流量及燃油温度变化对ESC循环NOx排放测量的影响很小;在相同试验条件下,发动机进气质量流量...     

进气参数对柴油机排放及性能的影响

结合CY6102BZLQ柴油机开发研制过程,针对中冷器参数、增压器和进气涡流的选择及这些因素对柴油机排放和性能的影响,确定该柴油机的参数及方案,为今后其他机型的开发提供参考。     

不同进气压力对高密度-低温柴油机燃烧的数值模拟

应用fire软件模拟分析不同进气压力对高密度-低温柴油机燃烧和性能的影响。对4100柴油发动机进行模拟计算,结果表明：不同进气压力情况下,其燃烧路径大部避开Soot和NOx的主要生成区域;提高进气压力会使燃烧充分,放热速率加快。进气压力对发动机性能影响明显,进一步增大进气压力能在Soot和NOx排放有效降低的同时,发动机的动力性能明显提高而燃油消耗降低。这表明高密度-低温柴油机燃烧模式能够通过提高进气压力同时降低排放和提高热效率。     

预燃室催化燃烧对HCCI发动机燃烧特性的影响

对预燃室壁涂有催化剂的均质压燃(HCCI)发动机的燃烧过程进行了数值计算,分析了催化燃烧对HCCI发动机燃烧特性的影响;同时分析了预燃室内催化剂种类、过量空气系数、进气温度、进气速度、缸径以及预燃室壁温对HCCI发动机燃烧特性的影响。结果表明,预燃室存在催化燃烧时对HCCI发动机的着火时刻有很大的影响:随着过量空气系数及预燃室进气速度的增加,HCCI发动机的着火时刻提前;催化剂种类、预燃室缸径以及预燃室壁温对HCCI发动机着火时刻影响不显著,但对缸内燃烧温度影响显著。     

增压柴油机热负荷研究

增压发动机热负荷的增加会影响发动机的使用寿命。针对不同的与燃气直接接触的发动机零件。介绍了具体的测点布置方案及测试方法，并对CA6DFl-27型柴油机进行了实机试验。指出，CA6DFl-27型柴油机在现有功率下不能满足热负荷要求，宜采取各缸进水口位置上移的解决方法。通过对改进后发动机热负荷的测试可以看出。各测点的温度有明显的降低。     

可变喷嘴涡轮增压器与发动机的匹配分析

通过可变喷嘴涡轮增压器与发动机的匹配试验测得增压压力和排气压力值,结合发动机的结构参数,计算了发动机的流通特性,建立了可变喷嘴增压器与发动机的联合工作曲线。对联合工作曲线的分析表明设计的可变喷嘴涡轮增压器与发动机匹配良好,不会出现喘振和阻塞。     

测量条件对柴油机排放PM尺寸分布的影响

研究了不同测量条件对柴油机PM尺寸与浓度分布测量的影响,在一台单缸柴油机上用SMPS测量装置测量了不同运转条件下柴油机PM排放,试验中采用不同的稀释比、稀释空气温度、取样点位置等,在大量的试验研究基础上,分析了柴油机PM排放的特征和主要影响因素。结果表明,随稀释比增加,PM尺寸趋向于累积模式分布或粗粒子模式分布,其浓度趋于降低;随着稀释空气温度的升高,PM质量和数量也相应降低,低负荷时PM峰值浓度移向细小颗粒的碳核模式区域;取样点位置远离排气出口,PM浓度逐渐减小,累积模式尺寸的PM数增多。     

Numerical study of the early injection parameters on wall wetting characteristics of an HCCI diesel engine using early injection strategy

Wall wetting in the early injection period has been proved to be unavoidable in the HCCI (Homogeneous charge compression ignition) diesel engine using early injection strategy, which directly affects in-cylinder fuel-air mixture formation. In this study, the effects of the early injection parameters (injection timing, injection angle and injection pressure) on wall wetting characteristics of an HCCI diesel engine using early injection strategy have been numerically investigated. The variations of maximum wall film mass, evaporated wall film mass and residual wall film mass have been summarized. The concept of MHI (Mixture Homogenous Index) is introduced to evaluate the homogeneity of fuel-air mixture in the wall wetting region. In additions, the effects of the early injection parameters on the HC (Hydrocarbon Compounds) and CO (Carbon Monoxide) emissions have also been discussed. Results showed that in order to decrease the HC and CO emission caused by wall wetting as low as possible, it was better to increase the injection pressure and to advance the injection timing. The most effective method was to narrow the injection angle, In addition, the impingement target should be considered for choosing the injection timing and injection angle, and the impingement target of the piston bowl lip was recommended due to the enhancement of the atomization and the higher surface temperature.     

柴油机非对称喷油嘴内部空化流动特性的数值研究

柴油机喷油嘴内部喷嘴流量和空化现象直接影响到燃油的喷射和雾化,进而影响柴油机的性能和排放。以两种非对称柴油机喷油嘴——小压力室喷油嘴(mini-sac)和无压力室喷油嘴(VCO)为例,通过Fluent软件对其进行空化和流量数值仿真,研究入口压力和背压参数对质量流量变化的影响。研究结果表明:在相同进出口压力下,mini-sac型喷油嘴各孔的流量均比VCO型的大;在较低和中等进口压力下VCO型喷油嘴各孔比mini-sac型更容易产生空化,而在较高的进口压力下这两种类型喷油嘴各孔产生空化难易程度基本一致;当进口压力不变时,随着出口压力的降低,在无空化产生时其质量流量与压力差呈线性关系;当空化出现时其质量流量继续增加,当出现超空化现象时该孔的质量流量不再变化;随着各孔的轴向夹角的增大,流量越小,空化越容易;对于这两种喷油嘴来说,只有mini-sac型孔3和孔4的空化出现在喷孔的上端和下端,其余孔的空化都只产生在上端。     

4102ZQ增压柴油机性能模拟计算

采用AVL Boost性能预测软件对4102ZQ增压柴油机的性能进行了研究。通过计算,对影响柴油机性能指标的主要参数进行对比分析,提出了压缩比、供油相位、配气相位以及排气系统等参数的最佳取值范围,为柴油机改进设计和试验研究提供理论依据和研究方向。