基于试验分析的防爆柴油机进排气歧管优化研究

由于国家防爆柴油机标准的特殊要求,防爆柴油机与普通车用柴油机的进、排气歧管在结构上区别很大,有些防爆柴油机进、排气歧管采用焊接结构,流通阻力大,通过流体分析软件分析并优化防爆柴油机进、排气歧管的流道,减小进排气阻力,减小能量损失。并通过发动机台架试验验证歧管结构优化前后的防爆柴油机性能与排放。试验结果表明:防爆进、排气歧管优化后,扭矩平均增加1.38%;功率平均增加4.02%;油耗率平均下降1.05%;进气流量平均增加1.97%;CO排放量平均下降38.82%;NOX排放量平均下降5.81%,优化后的防爆进、排气歧管使防爆柴油机的各项性能得到提升。     

防爆柴油机进排气歧管的优化设计

目前常用的不锈钢焊接成型的进排气歧管结构对防爆柴油机性能造成不良影响,应用有限元分析软件ANSYS对进排气歧管进行分析,并提出优化设计方案。通过发动机台架试验,研究进气歧管优化前后防爆柴油机动力性能的改变。试验结果表明,对进排气歧管流道进行改进设计后,防爆柴油机扭矩平均提高1.47%,燃油消耗率减少3.67%,空气进气流量平均增加17.5 kg/h,防爆柴油机动力性能得到提高。     

进排气防爆系统对矿用柴油机性能影响的研究

为了研究进排气防爆系统对矿用柴油机的性能影响,文章以某型号矿用柴油机为试验样机,对该机在增加进排气防爆系统前后两种状态下进行了外特性试验,试验结果显示,在增加进排气防爆系统后,柴油机标定功率下降了8.6%、最大扭矩下降了8.1%、最小油耗率增加了14%,最高排气温度升高12%。研究结果表明,增加进排气防爆系统后,矿用柴油机的进排气阻力增大,进气压力减小,排气背压增加,空气消耗量减小,功率和扭矩减小,动力性能下降,燃油消耗率增加,经济性能变差,排气温度升高。     

一体式水冷进、排气歧管的试验研究

针对某型煤矿用防爆柴油机的进、排气在缸体一侧的结构特点,通过流体力学模型分析及优化,设计了一体式水冷进、排气歧管。对装有优化后一体式水冷进、排气歧管的防爆柴油机进行了台架试验,试验结果满足MT 990-2006《矿用防爆柴油机通用技术条件》的要求,为解决同类问题提供参考。     

基于流场分析的防爆柴油机排气歧管结构优化

以某型号防爆柴油机发动机带冷却水套的排气歧管为研究对象,建立了防爆柴油机排气歧管烟气流场的CFD模型。应用SIMPLE算法模拟排气歧管内烟气的流动,得到了烟气的流动矢量图,并根据计算结果对排气歧管结构进行优化。结果表明:优化后排气歧管模型内腔容积减小,管内部分漩涡消失,其余的漩涡则大幅降低,各缸的流通能力及流量均匀性得到较大提高,从而改善了防爆柴油机的排气性能。     

煤矿用防爆水冷进排气歧管的仿真分析

根据某型煤矿用防爆柴油机的进排气布置在缸体一侧的结构特点,通过理论分析,应用流体仿真分析软件,对符合煤矿安全要求的一体式防爆进排气歧管进行了仿真分析,得出其压力场和温度场,然后对进排气歧管进行了优化改进。优化后,进排气由歧管到气道之间的过渡更顺畅,速度和压力分布更加均匀,局部低速区域得到缓解,进排气凸台处流动分布比优化前顺畅很多,速度和压力的分布也比优化前均匀,为解决同类问题提供了参考。     

矿用防爆柴油机尾气净化技术的研究

为解决矿用防爆柴油机废气排放差的问题,通过防爆柴油机台架试验,分析了矿用防爆柴油机尾气净化技术的应用效果及存在问题,并对试验结果进行了对比。结果表明:CO的净化率达到90%以上,NO_x的净化率最高达39.9%。试验结果为矿用防爆柴油机尾气净化系统设计提供了参考。     

EGR技术在煤矿井下用防爆柴油机上的应用

针对煤矿井下用防爆柴油发动机尾气排放物NOX普遍较高问题,将EGR技术应用在防爆柴油机上,并进行了台架试验。试验结果表明,应用EGR技术后的防爆柴油机标定功率降低了4.1%;最低比油耗下降约2.5%;有害尾气排放:NOX排放最大降幅为39.9%。说明应用EGR技术后的防爆柴油机动力性稍有下降,燃油经济性略有改善,排放物NOX降低明显,满足了该防爆柴油机的动力性、燃油经济性和排放要求。     

防爆柴油机增压中冷技术的应用研究

基于对柴油机防爆改装后存在问题的分析,结合煤矿井下环境的特殊性,提出用配有水-空进气中冷器的增压中冷技术改进防爆柴油机性能的方案,通过分析增压中冷技术对功率及排放的影响,表明该方案可提高防爆柴油机功率并降低排放。     

防爆柴油机整机建模与仿真

本文为了提高洛拖LR6105防爆柴油机性能,采用数值模拟的方法对整机进行建模和仿真,通过数值模拟结果与试验结果比较,发现吻合较好,说明模型具有一定的可靠性,在此基础上通过改变喷油时刻和进气压力,研究喷油时刻和阻火器对发动机动力性的影响,为优化防爆柴油机性能提供了依据。