量产汽油机可变涡轮几何截面增压方案

采用新的燃烧过程降低燃油耗是未来提高汽油机功率的重要组成部分,同时对增压系统的要求也越来越高,还要兼顾成本上涨的压力。Opel公司提出采用单级可变几何截面废气涡轮增压应对这些挑战。     

涡轮增压柴油机可变谐振进气系统的计算研究

为节省涡轮增压可变谐振进气系统设计的时间和费用，本文研究了该系统模拟计算方法，其中进排气采用一维非定常流动模型，控制阀采用节流孔板模型，计算与试验结果的对比表明模拟计算方法是可行的。通过模拟计算分析了控制阀泄漏和开度对充量系数的影响。     

可变喷嘴涡轮增压技术开发应用

分析了可变几何涡轮增压技术的特点,介绍了可变几何涡轮增压的原理和方法;进而针对一款欧Ⅳ柴油机进行可变喷嘴涡轮增压器的开发应用.结果表明可变几何涡轮增压技术可大大改善柴油发动机的性能.     

可变涡轮增压器的模拟研究

利用一维仿真软件,建立某涡轮增压柴油机的仿真模型,与实验结果基本吻合,说明仿真结果具有一定精度。基于上述模型,对该涡轮增压柴油机与可变喷嘴增压器匹配进行数值模拟研究。其稳态工况性能模拟计算结果表明,该增压器与柴油机匹配良好,并可以有效改善发动机经济性,提高低速扭矩。     

电控可变几何涡轮增压器与J6110Z柴油机匹配性能研究

可变几何涡轮增压器（VGT）能够改变其涡轮有效流通面积，克服普通增压系统的弊端，是车用发动机理想的增压系统．一个有效的控制系统对于VGT增压系统十分重要。本文开发了VGT增压器的电子控制系统，其主控制器选用16位单片机MCS－8098，软件用PL／M96高级语言编制；完成了整个系统的静态调试．控制系统有自控和手控两种运行模式，分别满足发动机台架试验时手控需要和发动机与可变几何增压器匹配时自控时的需要。     

VNT增压柴油机与整车速度瞬态响应的试验分析

对装有可变喷嘴涡轮增压器(VNT)的柴油机客车在高原地区与平原地区上的起动、起步加速、换挡加速及减速等变工况下瞬态特性进行了试验研究。对VNT的瞬时转速、发动机转速、汽车速度等参数进行了对比分析。研究结果表明,起动时,VNT转速滞后于发动机的转速;起步加速工况,VNT转速随发动机转速变化的瞬态响应快;换挡加速工况,VNT的转速随发动机转速增加而增加;减速工况,发动机转速下降,VNT转速呈现下降趋势。VNT的有效调节,控制了涡轮不超速,可以改善涡轮增压柴油机的瞬态特性,有利于整车变工况行驶性能的提高。     

车用柴油机可变截面涡轮增压器控制系统研究

提出了一种以步进电机为执行器、预测函数与增压压力闭不反馈相结合的VGT控制系统，以期对喷嘴环截面积进行有效的控制，综合提高发动机的稳态和动态性能。在自行构建的软硬件系统上进行了试验，结果表明该方案简单易行，实用性很强。     

车用可变几何涡轮增压器执行机构的设计计算

介绍了几种可变几何涡轮增压器 (VGT)执行机构 ,并设计出了一种能够满足驱动力、驱动速度、精度等要求的执行机构 ,对该机构的动力学特性进行了分析和计算 ,并对其性能进行了试验。     

一种用于柴油机与增压系统匹配的模拟计算方法

为进行柴油机和增压系统的匹配,发展了一种模拟计算方法。该计算方法包括缸内工作过程的简化计算、进排气过程计算、柴油机的功率计算、增压系统计算等计算模块。对柴油机缸内过程的计算,采用定容定压循环代替实际循环。对增压系统的计算,是根据压气机特性图和涡轮特性图进行的。对J6110Z增压柴油机进行了模拟计算,模拟计算的结果与试验结果比较接近。     

491QE汽油机涡轮增压系统设计及模拟计算

为了提高491QE汽油机的性能,进行了增压系统的开发工作。通过计算确定了增压参数,并在原发动机基础上设计了定压排气管和脉冲转换排气管两种增压系统。利用循环模拟程序计算了491QE汽油机增压以后的性能。结果表明,脉冲转换系统在发动机废气能量的利用方面优于定压系统。     

大功率柴油机相继增压技术研究综述

随着大功率柴油机不断向高增压、高功率密度、宽转速范围以及低排放的方向发展,发动机与增压系统的匹配矛盾愈发突出,特别是在低速低负荷的工况范围内。而相继增压技术可使增压系统与发动机在较宽泛的运行范围内达到良好的匹配,被认为是改善高增压柴油机性能的最成熟的技术措施。因此,重点阐述了相继增压技术的工作原理、国内外的应用情况以及研究现状与发展趋势。     

二级增压系统压气机效率的优化策略研究

对配置在1台重型车用柴油机上的二级增压系统进行了性能研究。结果表明:放气阀开启的二级增压系统存在进气能力不足、压气机效率低的问题;关闭二级增压放气阀后,在中、低转速低负荷工况仅采用高压级增压器,而其余工况借助高压级涡轮旁通阀实现进气压力可调,增压系统压气机效率均可超过60%,且最大进气压力可达334kPa;针对不同工况采用不同增压形式,通过控制涡轮旁通阀开度使二级增压系统进气压力及压比分配得到有效调节,可以改善压气机效率及燃油经济性,为二级增压系统与重型柴油机的性能匹配提供技术参考。     

柴油机可调两级增压系统变海拔稳态调节特性研究

利用GT-Power软件建立某V型柴油机仿真模型,并进行了可调两级增压系统的匹配。模拟计算了不同海拔条件下发动机全工况运行时高压级涡轮旁通阀开度对燃油消耗率的影响。结果表明,高压级涡轮旁通阀开度是通过发动机指示效率与泵气损失间接影响燃油消耗率。同一工况下,发动机燃油消耗率按其主要影响因素的不同分为示效率主导区、泵气损失主导区以及两者综合影响区。且随着海拔的升高,影响发动机燃油消耗率的指示效率主导区域扩大,泵气损失主导区域减小。最后,以最佳燃油经济性为指标,得到变海拔全工况下涡轮旁通阀最佳阀门开度。     

增压系统海拔自适应和调节能力研究

本文中针对增压柴油机海拔自适应和主动调节能力不清且只得通过大量试验确定的问题,开展增压系统海拔自适应和调节能力的分析方法研究。建立了增压系统海拔自适应能力分析模型,分析了影响海拔自适应能力的影响因素,推导了增压系统调节方式的调节量与海拔适应能力变化的对应关系。在变海拔柴油机性能测试台架完成了试验验证。结果显示海拔自适应能力模型计算结果与试验结果吻合,在不同海拔运行范围内,海拔调节能力的误差均小于5%。     

泵气平均有效压力与排气压力波关系的试验研究

针对某增压6缸柴油机进行了不同负荷特性下缸内压力和排气压力波的测量,分析了不同负荷特性下泵气平均有效压力与泵气排气压力波之间的关系。试验结果表明:对于增压6缸柴油机,当配气相位相同时,在不同的负荷特性下,泵气排气压力波强度随泵气平均有效压力的变化规律是不同的。在800 r/min和1 000 r/min负荷特性下,泵气排气压力波强随着泵气平均有效压力的增大而增大;在1 400 r/min和1 800 r/min负荷特性下,泵气排气压力波强随着泵气平均有效压力的增大先减小再增大;在2 200 r/min负荷特性下,泵气排气压力波强随着泵气平均有效压力的减小而减小。     

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。     

柴油机两级涡轮阀可调增压系统变海拔控制策略研究

为解决某型两级可调增压柴油机变海拔、变工况增压压力控制复杂问题。采用GT-POWER软件建立两级可调增压柴油机高海拔工作过程模型,利用试验数据进行了模型校核。设计了两级可调增压柴油机涡轮旁通阀变海拔控制策略,优化标定得到了高/低压级涡轮旁通阀最佳开度和最佳增压压力。采用仿真与试验相结合手段,比较了基于增压压力PID闭环控制和基于涡轮旁通阀开度的开环控制对柴油机高海拔瞬态性能的影响。结果表明:采用PID闭环控制,相比平原,3 000、5 000 m海拔增压压力首次达到目标值90%的时间分别增加了0.11、0.19 s。涡轮旁通阀开环控制与闭环控制相比,0、3 000和5 000 m首次达到目标增压压力的时间分别缩短了0.09、0.197和0.14 s,但实际增压压力与目标增压存在偏差。基于此,采用增压压力PID闭环反馈控制与涡轮旁通阀开环控制相结合的控制算法能够同时兼顾两级增压系统瞬态过程的鲁棒性和准确性,是未来高海拔两级增压系统瞬态过程的理想控制算法。     

基于变海拔功率恢复的增压系统匹配计算研究

针对柴油机的变海拔功率恢复目标,进行了以增压压力恢复为目标的废气放气式增压系统匹配计算,确定了压气机和涡轮特性。在该匹配方案的基础上进行了柴油机变海拔运行范围的性能计算,得到了不同海拔高度的增压压力MAP图,并以目标增压压力为基准,根据放气阀的切换边界线确定了放气阀变海拔控制策略。研究结果表明:采用该匹配方案可以在海拔3 000m和平原工况实现增压压力恢复,但在高海拔高转速工况下可能超速;随着海拔高度的降低,柴油机外特性扭矩值逐渐减小,而废气放气阀关闭状态的运行区域逐渐减小,废气放气阀调节状态的运行区域逐渐增大。