二级可调增压柴油机高海拔瞬态特性仿真

为改善车用柴油机高海拔下瞬态工况涡轮迟滞、进气流量响应慢及油耗和碳烟排放增加等问题,利用GTPower建立高海拔单可变截面增压(VGT)二级可调增压柴油机仿真模型,研究了0、3.5和5.5 km海拔下等速加载和恒载加速两种瞬态工况VGT叶片的调节特性,比较VGT叶片3种控制策略对柴油机瞬态特性的影响.结果表明:等速加载工况下,VGT最优控制策略为加载初期保持VGT叶片开度不变至加载中段,之后开度线性增加至加载后稳态工况对应开度;恒载加速工况下,加速初期开始增大VGT叶片开度,至加载中段开度增加至最大转速对应开度,之后VGT开度保持不变持续至加速结束的调节策略加速性能最好.二级可调增压柴油机高海拔加载、加速性能明显优于原机,5.5 km海拔加载过程转矩平均提高了6.2%,加速过程达到最终稳定转速时间缩短了44.8%,体现了二级可调增压系统改善柴油机瞬态特性的优越性.     

柴油机瞬态工况烟度排放特性及分析

为了研究车用柴油机瞬态工况中,燃烧边界条件对燃烧过程的影响,在试验台上针对增压中冷柴油机在恒转速增转矩瞬态工况下的烟度排放特性进行了试验,并用商业计算软件STAR-CD对此瞬态工况下柴油机的燃烧过程进行了数值模拟分析。针对增压柴油机低转速大负荷排烟较差的特点,试验中发动机转速定为1000r／min,以3种不同的转矩变化率来考察柴油机瞬态工况下的排烟特性。结果表明,柴油机瞬态工况下和稳态工况下的燃烧边界条件有很大的差别,这种差别导致了柴油机瞬态工况下的烟度排放值要明显高于其相应的稳态工况。计算结果表明,随着转矩变化率的升高,最大初始放热率升高及燃烧持续期延长,这些差异同样导致排气烟度值增加。     

基于非线性模型的舰船电站柴油机瞬态特性仿真及试验研究

建立了舰船高背压涡轮增压柴油机的非线性动态仿真模型,并在VC 环境下开发了仿真软件,对负荷突加突卸、排气背压波动、停机过程等典型瞬态工况进行仿真研究。仿真结果与试验结果的比较表明该仿真模型具有较高的精度,可以用于研究柴油机在瞬态工况下的运行特性,可以较好的反映柴油机宏观的性能参数的动态特性,也可以从微观上描述柴油机的动态热力过程。     

一个车用增压柴油机的实时动态仿真模型

为进行电控增压柴油机的研究和开发,提出了一个车用增压柴油机的实时动态仿真模型。从控制的角度将系统分为压气机,发动机,废气放气装置和涡轮四个部分,将发动机每个工作循环和时间作为计算时间步长,将工作循环的平均参数作为计算目标,计算时间少,实时性好。对一台带有废气放气装置的车用增压柴油机的动态过程进行了仿真计算,计算结果与实测值进行了比较,计算精度满足实时动态仿真要求。     

可调二级增压柴油机增压压力控制策略计算研究

对可调二级增压柴油机的增压压力控制策略进行了计算研究,建立了可调二级增压柴油机的瞬态平均参数模型,应用模型对可调二级增压柴油机进行了系统辨识,得到了不同工况下增压压力对调节阀开度的频率响应伯德图。针对不同工况设计了增压压力的PI反馈控制模块参数,为了加快瞬态响应能力,为控制器添加了前馈模块。设计了柴油机的瞬态加载工况和稳态干扰工况。模拟计算结果表明:该控制器在增压压力提高了22 kPa的基础上,稳定用时却比单级增压的原机减少了4.6 s。在稳态测量误差的干扰下,控制器使增压压力的变化幅度只有不到2%。     

电动增压器不同布置方式对涡轮增压器的影响

通过仿真软件对某型废气涡轮增压柴油机进行建模,在原机模型基础上分别在涡轮压气机前端和后端加装电动增压器,分析增压柴油机满负荷和25%负荷工况下,电动增压器前置和后置对于涡轮增压器稳态性能的影响以及增压柴油机1800 r/min时,通过时间3 s,使柴油机负荷从25%提升至满负荷的瞬态工况下,电动增压器对涡轮增压器瞬态响应的影响。通过研究表明:稳态时,涡轮增压器压比和效率随柴油机负荷降低而下降,加装电动增压器能够提升进气流量和涡轮增压器压比以及涡轮增压器效率;瞬态时,设定工况下,电动增压器有助于改善增压柴油机涡轮增压器瞬态进气流量、压比、效率以及涡轮压气机转速响应差的问题。     

车用增压柴油机中冷器模型及其性能预测

本文提出了一个适用于车用增压中冷柴油机的“空－空”（Ａｉｒ—ｔｏ—Ａｉｒ）中冷器换热模型，编制了计算程序并将其嵌入增压柴油机循环计算程序中对一车用增压中冷柴油机进行性能预测。预测数据与试验结果的对比表明，预测结果有较好的有效性。文中还讨论了经中冷后柴油机性能的变化。     

一种适用于实时仿真的压气机特性计算方法

提出了一种适合于车用涡轮增压柴油机实时仿真的压气机特性计算方法，应用方便，计算时间少。对一台６缸增压柴油机压气机特性的实例计算表明，此方法具有较好的计算精度。     

车用增压柴油机瞬态性能及排放模拟

为使柴油机排放能够满足越来直工严格的排放法规要求,不仅要研究稳态工况下的排放性能,同时要研究瞬态工况下的排放性能。由于汽车在行驶中工况变化频繁,其排放问题相对稳态工况而言更为严重。作者建立了一个增压柴油机气缸内燃烧的准维模型,将其与增压柴油机瞬态工作过程模型相结合,用来预测增压柴油机瞬态工况下的综合性能及排放变化规律,根据所建模型编制了模块化的鬃态性能模拟程序,通过计算,表明此程序有较好的预测能力,并且有较强的通用性,易于扩充,修改和继承。     

增压中冷电控单体泵柴油机的平均值模型

在工作过程计算基础上，通过电控单体泵的电特性和供油特性分析，并利用台架试验数据建立了一台增压中冷单体泵柴油机（DDC2000）的平均值模型。在原机ECU控制下DDC2000只能按发电机特性工作在1800r／min。而根据该模型计算得到了一张不同转速和负荷下的供油MAP，采用该MAP的ECU明显增强了控制系统的稳定性。模型在稳态和瞬态工况中都能较好地仿真柴油机的响应特性，通过台架上两个点工况和一个瞬态工况的试验数据验证了该模型的正确性。     

150柴油机瞬态特性分析研究

以150涡轮增压柴油机为研究对象,针对加速换档过程中冒烟严重现象,对整车试验中柴油机瞬态运行工况进行分析。在保证稳态性能的同时,提出改善技术措施,并通过台架试验验证柴油机瞬态特性得到较好改善。     

大功率柴油机增压电控调节系统的研究

本文在大功率柴油机供油量控制和ＶＧＴ涡轮截面控制的基础上,以高速数字开关阀为关键元件,以电波位置伺服系统为核心,对大功率柴油机多任务电控调节系统的各个环节进行了分析研究,建立了电控柴油机动态调节系统的模型,为增压柴油机多任务控制系统的开发和应用提供了系统模型和理论依据,为我国电控柴油机向发动机管理系统方向发展作了有益的探索。     

Comparative first- and second-law parametric study of transient diesel engine operation

A computer model is developed for studying the first- and second-law (availability) balances of a turbocharged diesel engine, operating under transient load conditions. Special attention is paid to the direct comparison between the results from the two laws, for various operating parameters of the engine. The model simulates the transient operation on a degree crank angle basis, using a detailed analysis of mechanical friction, a separate consideration for the processes of each cylinder during a cycle (“multi-cylinder” model) and a mathematical model of the fuel pump. Experimental data taken from a marine duty, turbocharged diesel engine, located at the authors’ laboratory, are used for the evaluation of the model's predictive capabilities. The first-law (e.g., engine speed, fuel pump rack position, engine load, etc.) and second-law (e.g., irreversibilities, heat loss and exhaust gases) terms for the diesel engine cylinder are both computed and depicted in comparison, using detailed diagrams, for various engine operating parameters. It is revealed that, at least for the specific engine type and operation, a thermodynamic, dynamic or design parameter can have a conflicting impact on the engine transient response as regards energy and availability properties, implying that both a first- and second-law optimization is needed for best performance evaluation.     

车用增压柴油机中冷技术的试验研究

对柴油机，增压器和中冷器的匹配进行了试验研究。结果表明，采用中冷后的增压柴油机的动力性，经济性及排放性能的均匀有较大改善，并且热负荷也有所降低。     

履带车辆加速性能和燃油消耗量的仿真模型

发展了一个履带车辆加速性能和燃油消耗量的仿真模型 ,由涡轮增压柴油机动态模型 ,传动装置动态模型和车辆行驶阻力模型组成。对一台履带车辆的加速过程进行了计算机仿真 ,结果显示这个仿真模型可以方便地用于履带车辆加速性能和燃油经济性能的研究。