两级可调增压系统变海拔适应性研究

在D6114柴油机原机模型校核的基础上,建立两级可调增压系统仿真计算模型。通过对压气机图谱的高原修正和高压级涡轮旁通阀门的控制,进行两级可调增压系统的变海拔适应性计算研究。研究结果表明:柴油机通过采用两级可调增压系统可以实现海拔3000m和4500m的功率恢复目标;高压级涡轮旁通阀门需要采用不同的开度来适应不同海拔高度和不同转速工况,阀门开度的调节幅度会随着海拔的升高和转速的减小而越小;采用两级可调增压系统及相应的阀门控制策略可以固定最大扭矩和最低燃油消耗率所对应的转速。     

两级增压柴油机性能模拟计算研究

通过热力学模拟计算,对两级增压技术在提高柴油机功率密度以及改善排放的潜力方面进行了研究,结果表明,采用两级增压技术能够明显提高发动机的升功率、升扭矩及低速扭矩,但发动机燃烧最高爆发压力会明显上升,当发动机功率密度较大,废气再循环(EGR)率较高时,过量空气系数仍可达到相对较高的水平,采用两级增压技术对于柴油机排放实现国...     

高速柴油机二级可调增压系统的设计计算方法

为某高速高功率密度柴油机进行了可调二级增压系统的设计计算，主要进行了增压系统参数估算，增压系统简化模型计算和增压系统全模型计算。计算结果显示：可调二级增压系统可以提供很高的压比；在调节阀作用下，柴油机外特性最大扭矩点到标定点的总压比可以维持不变。对所计算柴油机，最大扭矩点处低压级和高压级压比分配为5：5比较合适。     

二级可调增压共轨柴油机的高海拔燃烧特性

通过高海拔模拟试验研究了VGT二级可调增压柴油机不同海拔的燃烧特性.结果表明,随着海拔的升高,二级可调增压柴油机的滞燃期延长,速燃期放热率增大,但缓燃期放热率和累计放热量均减小,放热率重心向上止点偏移,缸内平均指示压力下降.与单级涡轮增压柴油机相比,二级可调增压柴油机在高海拔的燃烧状态明显改善;海拔5,500,m时,二级可调增压柴油机平均指示压力提高9.1%,,速燃期放热率峰值降低12.9%,,缓燃期放热率峰值增加2.3%,,累计放热量增大11.1%,,滞燃期缩短11.3%,;标定功率提高11.8%,,燃油消耗率降低4.8%,.     

柴油机两级相继涡轮增压系统研究

首先根据内燃机进排气系统一维非定常流动模拟计算"有限体积法一总变差减少"程序,在不同负荷下,对柴油机性能进行校核,模拟计算结果与试验值基本一致.然后建立柴油机两级相继涡轮增压系统模拟计算程序,并进行研究.研究表明:中低负荷的过量空气系数增大,有利于改善燃烧;油耗降低效果显著;增压压力增大,进气量增加比较明显.     

两级增压对船用柴油机性能影响的试验

以国产6CS21型发电用柴油机为对象,研究了两级增压技术对船用柴油机性能的影响.结果表明:两级增压技术的应用可以显著提高柴油机功率密度,采用可变气门正时(VVT)技术可以解决强米勒技术应用下柴油机在低负荷时过量空气系数不足的问题,共轨压力的提高有利于降低两级增压柴油机烟度排放.与单级增压柴油机相比,两级增压柴油机功率可提高13.6%,加权燃油消耗率降低了11.6 g/(kW·h),柴油机排气温度在全负荷下平均降低23℃,标定负荷压比可达7.15,加权NO_x排放比原机降低了11.8%,可同时满足IMO TierⅡ和内河近海中国第Ⅰ阶段排放法规要求.     

重型柴油机两级涡轮增压技术研究和探讨

两级涡轮增压技术能够显著提高柴油机的升功率,改善柴油机低速扭矩,降低排放和油耗,因此我们特从两级涡轮增压技术的原理、结构、特点和优势等几个方面展开了分析、研究和探讨,举例说明了国内外在两级涡轮增压技术方面的应用,并结合增压器开发实践指出了两级涡轮增压技术开发的过程和步骤。     

某特种废气旁通式涡轮增压柴油机功率提升分析

针对某特种柴油机在特殊环境工作时存在进气不足、排气受阻、燃烧恶化、排温升高、功率及燃油经济性下降严重等问题,提出匹配废气旁通式涡轮增压系统的方案。基于GT-Power平台构建了该特种柴油机一维性能仿真模型,并进行试验标定;在此基础上对废气旁通式涡轮增压系统进行了匹配仿真分析并试验验证。结果表明:该特种柴油机匹配废气旁通式涡轮增压系统后可达到功率提升10%的要求,同时,涡前排温和最高燃烧压力均满足限制条件。     

多限定参数条件下增压柴油机瞬变过程仿真

建立并校准了带二级串联式增压系统重卡柴油机的GT-Power数模。仿真与试验结果表明:建立的数模对整机及增压系统的特征参数吻合较好,仿真计算结果数据(如功率、油耗率、空气流量、平均有效压力)与实测数据的误差在3%以内。揭示了可调二级串联式增压系统中增压压力的控制特征。针对该柴油机瞬变工况条件下多项运行参数的控制要求,开发出描述各项运行参数之间关联关系的相应的子模型,如以废气再循环(EGR)率为目标的EGR阀开度控制子模型、燃烧放热参数随转速、扭矩及EGR率变化的实时跟踪模型等。展示了一套借助GT-Power对发动机中的复杂过程进行模拟仿真的方法。研究结果表明:开发出的子数模对瞬变过程中运行参数边界条件的控制与目标参数基本一致,可用于对瞬变工况下发动机状态的精准模拟。借助开发的数模对该柴油机的瞬变工况进行了预测,并对可变喷嘴涡轮增压器(VNT)位置的控制策略进行了对比优化。     

柴油机注汽涡轮增压系统

针对涡轮增压柴油机在低工况运行时 ,出现增压压力不足、燃烧过量空气系数小和废气排温较高等固有特性 ,提出了一种利用增压器废气余热产生水蒸气 ,并注入涡轮来提高增压器的压比和空气量新方法 ,以改善涡轮增压器与柴油机的匹配 ,提高柴油机性能     

柴油机二级涡轮增压系统匹配研究

采用AVL-Boost仿真软件对某型船用高速柴油机预混合燃烧性能进行仿真分析。分析显示:柴油机采用二级涡轮增压系统能有效提升功率,提高低速扭矩性能,改善加速性,降低发动机油耗,改善排放。同时指出:二级增压系统构成较为复杂,体积和质量都较大,安装和连接较难实现,针对这个问题探讨了合适的解决方案。     

非道路涡轮增压柴油机高原适应性研究

为改善非道路柴油机高海拔条件下功率下降、经济性及排放性能恶化、高速增压器超速等问题,利用柴油机高原环境模拟台架试验结合一维仿真研究了0～4 000m海拔环境下增压器运行特性、柴油机综合性能参数等随海拔高度的变化规律及影响机理。针对柴油机的变海拔性能恢复目标,通过对增压系统进行参数计算和选配,提出一种带有废气旁通阀的两级涡轮增压匹配方案。研究结果表明:变海拔条件下,非道路柴油机各性能参数呈现非线性变化,在转速800～2 800r/min全负荷工况下,柴油机动力性、经济性变化梯度呈现出先减小后增大的"浴盆形"趋势。在0～2 000m海拔环境下,柴油机转矩降幅达4.3%,有效燃油消耗率降幅达6%。随着海拔升高,中冷前温度与涡前温度逐渐升高,增压压力与涡前压力逐渐降低,CO、全碳氢和NO_x排放升高。匹配两级增压系统后,对比原机4 000m海拔运行工况,柴油机功率平均升高14.9%,有效燃油消耗率平均降低11.8%,实现了非道路柴油机的高海拔性能恢复目标。     

二级涡轮增压中冷柴油机变海拔适应性研究

针对某一级增压柴油机在高海拔地区工作时功率大幅下降的问题,基于GT-Power软件建立了二级涡轮增压中冷柴油机的工作过程模型并经试验数据验证;采用所建立的模型预测分析了二级增压柴油机在变海拔条件下的进、排气参数,以及增压中冷等部件的性能参数的变化规律。分析表明:二级增压柴油机具有良好的变海拔适应性。     

对柴油机用轴针式喷油器实现直喷燃烧的分析

从研究Elsbett“双热区”隔热直喷燃烧系统（DuothermicCombustionSystem）出发,分析了喷雾贯穿。喷孔直径、喷油器安装位置、铰接式铸铁活塞、采用机油冷却及增压等对混合气形成及燃烧过程的影响。认为,适当增加进气涡流强度、缩小喷孔与轴针之间的配合公差、采用铸铁活塞头部、以机油作为冷却介质、实现高温冷却等措施,有利于改善小缸径柴油机混合气形成及燃烧过程。“双热区”燃烧系统对采用轴针式喷嘴实现小缸径柴油机的直喷燃烧有许多值得借鉴之处。     

二级增压重型柴油机排放和燃烧特性的试验研究

在一台电控高压共轨柴油机上进行二级增压优化匹配,并以单级增压作为对比基准,分析了不同工况下二级增压柴油机的性能、排放与燃烧特性,研究了进气温度对其的影响。试验结果表明:相对单级增压,柴油机二级增压后低速外特性扭矩达到1 170N.m,烟度与燃油经济性改善幅度分别为99.3%和13.4%;二级增压能够提高EGR的引入能力,减小进气节流损失,并可显著改善中低转速、高负荷时NOx与烟度和燃油消耗率之间的平衡关系;在压气机特性图中二级增压柴油机的运行线远离喘振边界线;在各个工况下,进气温度升高使NOx比排放快速增加,导致柴油机NOx与烟度之间的平衡关系变差。     

基于Simulink在不同排气背压下VGT增压系统控制策略

为了改善柴油机在高背压环境条件下进排气流速降低、涡前排温、缸内最高燃烧压力和油耗升高等问题,采用Simulink软件,基于柴油机数学模型建立某型号柴油机零维仿真模型和可变截面涡轮(variable geometry turbine,VGT)增压系统仿真模型,并根据试验结果对模型进行校核.利用所建立的仿真模型模拟在不同排...     

涡轮增压柴油机高海拔(低气压)性能试验研究

在内燃机高海拔(低气压)模拟试验台上，对不同模拟海拔高度下的涡轮增压柴油机性能进行了试验研究。分析了海拔高度的变化对涡轮增压柴油机动力性、经济性的影响，研究了涡轮增压柴油机最大转矩、最低燃油消耗率随海拔高度的变化规律，为进一步提高高海拔地区涡轮增压柴油机的性能提供了重要的理论依据。     

Performance and emissions of a supercharged dual-fuel engine fueled by hydrogen-rich coke oven gas

This study investigated the engine performance and emissions of a supercharged dual-fuel engine fueled by hydrogen-rich coke oven gas and ignited by a pilot amount of diesel fuel. The engine was tested for use as a cogeneration engine, so power output while maintaining a reasonable thermal efficiency was important. Experiments were carried out at a constant pilot injection pressure and pilot quantity for different fuel-air equivalence ratios and at various injection timings without and with exhaust gas recirculation (EGR). The experimental strategy was to optimize the injection timing to maximize engine power at different fuel-air equivalence ratios without knocking and within the limit of the maximum cylinder pressure. The engine was tested first without EGR condition up to the maximum possible fuel-air equivalence ratio of 0.65. A maximum indicated mean effective pressure (IMEP) of 1425 kPa and a thermal efficiency of 39% were obtained. However, the nitrogen oxides (NOx) emissions were high. A simulated EGR up to 50% was then performed to obtain lower NOx emissions. The maximum reduction of NOx was 60% or more maintaining the similar levels of IMEP and thermal efficiency. Two-stage combustion was obtained; this is an indicator of maximum power output conditions and a precursor of knocking combustion.