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。     

缸内直喷汽油机直接起动的燃烧和排放特性

分析了不同起动位置下缸内直喷汽油机直接起动过程中起动缸的燃烧和排放性能,采用快速HC采集仪对起动缸缸内以及排气中的 HC 进行测量,研究起动缸缸内混合气浓度和排放性能,通过缸压和运动规律的研究确定优化后的喷射量和起动位置．研究结果表明,喷油量同缸内实际当量比呈线性关系,起动缸容积越小,喷射燃油的加浓比例越大．在保证着火可靠性不出现失火现象的前提下,增大燃油喷射量,使得起动缸内燃烧变差,HC 排放量增加;增大起动缸的容积,则起动性能及排放均有所改善,较为优化的起动缸位置为压缩上止点前70°～80°,CA.     

缸内温度对柴油均质燃烧NOx排放影响的试验研究

采用在进气上止点附近进行燃油喷射,通过缸内高温残余废气促进燃油蒸发混合的方法,在单缸135柴油机上实现了柴油燃料的均质压燃(HCCI).对HCCI燃烧的燃烧特性和排放特性进行了测试分析,根据实测示功图计算了HCCI燃烧缸内温度,分析了其对NOx排放的影响,当缸内温度超过1700K时,将使HCCI燃烧的NOx排放显著增长.     

以功率为目标的汽油机凸轮型线优化研究

建立了基于GT-POWER的车用高速汽油机性能仿真模型,并结合单纯形优化算法,建立了七次多项式动力凸轮的优化设计模型.对进排气凸轮型线控制参数、正时、包角、升程等18个设计变量进行了以功率最大化为目标的综合优化设计.建立了双顶置凸轮轴配气机构多体动力学模型,对优化的进排气凸轮进行配气机构动力学性能评估.计算与试验均表明:通过凸轮型线、配气相位及升程的优化设计,原机功率可以提高4.5%左右.计算表明:进气门凸轮接触应力波动小于原机,排气门的动力学性能与原机相当,台架试验也证明了优化后的配气机构动力学性能是可靠的,并已应用于改进机型批量生产.     

EGR技术降低低速二冲程柴油机NOx排放的计算研究

针对国产化二冲程低速柴油机HHM 6S350设计了高压EGR方案,通过仿真计算研究了EGR对柴油机油耗和NOx排放的影响。结果表明:EGR能有效降低NOx排放,在选定的EGR方案下全负荷工况加权排放达到TierⅢ排放标准,但是油耗增加较多。研究了提前喷油对6S350在高EGR率时的影响。结果表明:油耗随喷油提前而降低,但NOx排放上升。受最高气缸压力的限制,设置25%、50%、75%、100%负荷下喷油始角分别较原机提前6、6、7、4℃A,全负荷NOx加权排放为2.98(g·(k W·h)-1),符合TierⅢ排放要求,而加权油耗仅上升2.1%。     

可调二级增压柴油机旁通阀特性和调节规律的试验

对柴油机应用可调二级增压系统进行了全工况的试验研究.结果表明,涡轮旁通阀可以对增压压力进行调节进而影响柴油机的性能.可调二级增压系统可以增大柴油机中低转速的增压压力,改善碳烟排放;当循环供油量增加后还可以提高中低速时的外特性转矩.中低转速中高负荷时,两级增压会提高进气量改善燃烧,明显地提高了燃油经济性.中高速时,进气量的提高没有明显地改善燃烧的效果,反而造成泵气损失增大,基于经济性考虑应开启涡轮旁通阀,与此同时为避免节流效应压气机旁通阀也应开启将高压级增压器完全旁通,旁通后由于复杂的进排气管增加了流动损失使得油耗略有升高.     

EGR对直喷式柴油机冷起动过程着火燃烧的影响分析

通过在一台135单缸直喷柴油机上分别进行内部EGR（IEGR）、外部EGR（EEGR）条件下的冷起动试验,分析了内、外部EGR对柴油机冷起动过程着火燃烧性能及排放的影响。加入内、外部EGR后,由于EGR中含有大量的燃油蒸气、部分氧化产物等活性成分,初始着火循环的着火燃烧性能得到显著改善。在冷起动过程中,加入一定量的内部或外部EGR,有利于提高燃烧过程的稳定性。但过大的外部EGR量,将导致发动机燃烧极度不稳定甚至失火。由试验结果还可以看到,加入适当的内、外部EGR,均能有效地改善冷起动过程的烟度排放。对于NOx排放,当采用外部EGR方式时,有明显的改善作用;但当采用内部EGR方式时,由于残余废气的热效应,NOx排放随内部EGR量的增大而增大。     

喷油策略对柴油机高原起动过程性能影响研究

基于高原环境模拟装置,以单缸柴油机为试验对象,进行了0～4 000 m海拔起动性能试验,研究了喷油策略对柴油机变海拔起动性能的影响。结果表明,海拔从0增至4 000 m的过程中,起动升速期和过渡期时间分别延长14.2%、15.8%。平原工况下,随着轨压的提高,过渡期先增加后降低,但升速期逐渐降低,起动总时间缩短。海拔4 000 m时,过渡期与升速期均随轨压先增加后降低。在平原工况下,采用阶梯型喷油策略能够有效缩短过渡期,减少起动时间,起动时间较原机策略缩短6.1%,提高过渡转速能够抑制转速上冲,缩短起动时间。当海拔为4 000 m时,增加初始阶段循环喷油量及过渡转速均能缩短过渡时间,改善起动性能。     

机电复合柔性增压系统对柴油机性能影响的研究

为解决传统涡轮增压发动机低转速增压不足和高转速排气能量未得到充分利用的问题,提出了可实现压气机和涡轮解耦的机电复合柔性增压系统.针对某重型柴油机建立了机电复合柔性增压系统仿真模型,计算分析了该系统对柴油机性能的影响规律及关键因素.研究表明:该系统在中高转速工况系统综合效率最高可提升2.66％,原因主要在于涡轮发电系统回...     

内燃机歧管多分支动量守恒边界模型研究

为了实现歧管分支模型对于不同分支数的适用性,推导建立了多分支动量守恒边界模型.首先,在连续性方程和能量方程基础上,考虑到分支结构和流动参数影响造成工质流经多分支接头时动量变化,建立了适用于任意分支数的多分支动量守恒边界模型;而后建立激波管测试算例,对比分析传统的等压模型、压力损失模型及动量守恒模型等不同多分支模型的计算...