四缸柴油机排气歧管的设计及内流场分析

针对某四缸增压柴油机在低速段扭矩偏小,分析可以通过重新设计排气歧管使这种情况得到改善。使用CFD软件OpenFOAM对原排气管内部流场进行了计算分析,根据分析结果设计了新的双脉冲排气歧管,并对比了两种排气歧管的分析结果。对新排气管进行了装机试验,结果显示在装配了新管后,柴油机在低速段的扭矩有所提升,并且排放也有一定改善。     

141F小型汽油机数值模拟及性能优化

针对141F汽油机性能提升的研究,采用发动机循环模拟数值方法研究并预测了配气相位优化前后发动机扭矩的变化规律。分别设计了进排气整体气门正时、进气气门正时和排气气门正时三种优化方案。数值模拟结果表明:141F汽油机整体气门正时提前15℃A时,扭矩整体最优,扭矩在低速有6%的提高,高速有2%~4%的提升;进气气门正时提前20℃A扭矩整体最优,扭矩低速有7%~8%左右的提高,高速有2%的提升。     

集成排气歧管对汽油机动力性能影响的研究

以一台国五发动机为基础设计了4-1和4-2-1两款集成排气歧管,通过一维仿真的方式探究两种形式的集成排气歧管对发动机动力性能的影响。结果表明:采用了集成排气歧管后,转速大于1 600r/min时转矩变化不明显,与原机转矩有2%的波动;但转速低于1 600r/min时,转矩下降较多,其中4-1方案低速下转矩下降更加明显,1 200r/min时转矩下降11.1N·m,比原机下降5.9%。继而以1 200r/min为例探究了低速情况下,采用集成排气歧管造成转矩下降的原因。结果表明,采用了4-2-1与4-1集成排气歧管后,涡轮增压器前压力状态产生差异,影响了增压器效率;气门叠开期期间,由于排气背压增大,导致废气回流增加和缸内残余废气量增加,降低了充量系数。最后通过试验验证,采用了4-1集成排气歧管后的低速转矩确实低于原机,验证了仿真的准确性。     

增压汽油机双层排气歧管结构的优化设计研究

对某款4缸涡轮增压汽油机双层不锈钢排气歧管结构进行优化设计研究,利用Boost对单双层结构排气歧管的整机性能进行仿真分析,利用Fire对两种排气歧管进行稳态流场计算、压损对比,进而分析排气歧管结构对增压器效率和整机性能的影响;结合试验数据,剖析排气歧管结构的变化对整机增压压力、扭矩、比油耗等参数的影响。结果表明:Boost一维仿真结果与试验结果基本保持一致,单层排气歧管结构的动力性和经济性都略有优势;排气歧管支管的连接方式导致涡前气体参数的不同,对涡轮机有较大的影响。单层排气歧管更利于提高涡轮效率,从而影响整机性能;但是单层排气歧管比双层排气歧管压损大,流通能力不好。     

提高LJ368QE动力与经济性的试验与研究

LJ368QE四气门汽油机在最大化使用原368Q汽油机零部件的基础上对气缸盖等进行了重新设计，但是根据发动机机舱空间尺寸设计的短进气歧管而导致动力性能不足。本文经过分析与试验，当该短进气歧管匹配长为300mm的进气总管时，其动力性有明显提高，低速扭矩增大，燃油消耗率下降，升功率达50kW·L^-1，扭矩为70N·m（对应转速为3000r·min^-1），最低燃油消耗率248g·（kW·h）^-1。     

某汽油机紧耦式排气歧管优化设计

针对某汽油机原铸铁排气歧管结构复杂、重量较重、不能搭载满足国Ⅴ排放法规要求的催化器等情况,通过重新设计一款冲压焊接紧耦式排气歧管来解决上述问题。利用一维仿真软件GT-Power对发动机工作过程进行计算分析,得出排气歧管最佳的结构尺寸和连接走向。建立排气歧管三维模型,通过三维仿真软件Star-ccm+对排气歧管内气流流动分布进行分析优化,得到最优的排气歧管设计方案,并与原排气歧管进行性能对比试验验证。     

某汽油机歧管式催化转化器结构设计与分析

采用一维和三维联合仿真的方法选择汽油机歧管式催化转化器最优设计方案.通过一维数值模拟方法计算该汽油机不同转速下的性能,通过三维CFD仿真计算最大功率点该歧管式催化转化器的总压损和速度分布,综合对比了两种方案下汽油机整机性能、排气歧管流通性与均匀性、氧传感器处及催化转化器前端气流分布,基于分析结果确定歧管式催化转化器最优设计方案.     

汽油机排气歧管计算机辅助设计的研究

本文介绍了自行设计的4缸汽油机排气歧管专用模拟软件FCGE．FOR的一些特点，及研制492Q型汽油机用SPI型排气歧管时应用此软件进行计算机辅助设计的结果，台架试验表明，实验结果与模拟计算基本一致，并使492Q型汽油机性能得到全面提高。     

某乘用车汽油机进气歧管改进设计

利用CAD/CAE等现代设计手段对某乘用车汽油机进气歧管进行改进设计,通过快速成型工艺做出试验样件,然后对其进行发动机台架试验,考核其对整机性能的影响,发动机台架试验结果表明:采用新设计的进气歧管,发动机动力性及经济性均得到较大提高,达到开发目标。     

汽油机催化转化器优化分析

为了改善汽油机的NVH性能,对原排气歧管进行了优化设计。对原方案和新方案两种模型利用Fire软件分别进行了数值模拟分析,得到了气体的速度均匀性系数和氧传感器位置的评价指标。结果表明:新方案模型满足设计要求。     

新型可调进气管的试验研究

本文提出一种可调进气管,即在六缸柴油机进气总管内加一可调整节气门.同时,在6102柴油机上广泛测取了不同管径和管长新进气管充气效率、压力波和整机性能参数.试验表明新进气管进气动力效应利用得到改善,充气效率、最大扭矩获得提高,燃油消耗率、排气烟度得到降低.     

气波增压柴油机性能的影响因素分析

在柴油机上进行了气波增压器的试验研究,为了提高气波增压柴油机的动力性能,对气波增压柴油机性能的影响因素进行了分析。灰色关联理论分析结果表明:进气流量和排气温度对气波增压柴油机的性能影响最大。在改进柴油机的进气管和排气管,加大柴油机进气管面积,并且对排气歧管采取保温措施后,进行的试验表明气波增压柴油机的动力性提高同时NOx的排放降低。     

高速汽油机的新型燃烧室(Ⅱ)

为解决小型高速汽油机低速时紊流强度低、燃烧过程不充分的难题，开发了一种新型燃烧室，该燃烧室已获得专利，它利用在活塞顶面的火花塞的远端和近端处设计的与缸盖形状相吻合的特殊突起，可在发动机压缩和膨胀过程中产生强烈的挤气旋流，将它应用在高速汽油机中，可明显提高低速时混合气的燃烧速率和火焰传播速率，从而全面改善内燃机的低速性能．实验研究表明，在压缩比和空燃比及点火提前角相同的条件下使用该燃烧室，与原机相比，尽管发动机的最大输出功率和转矩稍有下降，但最大转矩时的转速明显降低；转矩和燃油消耗率随转速降低明显改善，低速转矩最大提高率为8．4％，低速时燃油消耗的最大降低率为9．8％。     

发动机可变长度进气歧管系统的优化设计研究

以发动机进气歧管长度、直径和不同长度的进气歧管切换的发动机转速等为设计变量,以发动机进气系统的充气效率、低速扭矩及其转速、最大扭矩及其转速和最大功率等为优化目标,应用发动机热力学和性能分析商用软件GT-POWER进行多目标优化仿真计算,确定优化设计方案;然后制作快速成型样件,通过试验验证计算结果,从而完成发动机可变进气歧管的优化设计。     

Investigation on performance of a compression-ignition engine with pressure-wave supercharger

Pressure-wave supercharger (PWS) is a technical way to raise engine intake pressure. In this research, a compression-ignition (CI) engine is boosted by COMPREX PWS and the performance of the engine was tested. In order to improve the power of the PWS diesel engine, the Grey Relational Analysis was completed. The analysis results show that two factors, the intake air flow and the exhaust gas temperature, have the most important influences on the PWS engine power. Thus the volume of the intake manifold is enlarged to increase intake air flow while the exhaust manifold is wrapped by asbestos with an iron cover to preserve the high exhaust gas temperature. Consequently, the final experimental results show that both the power and the torque have been built up as well as excellent fast response to various load. Together with experimental test, the Computational fluid dynamic (CFD) simulation was completed based on a three-dimensional (3D) model of the PWS rotor channel. The CFD simulation shows that the inner exhaust gas recirculation (EGR) phenomenon happens especially at middle PWS rotational speed with 30% of full load. The test results demonstrate that the PWS diesel engine performs better with less NOx and soot emissions.     

LPG-汽油双燃料发动机试验研究

选用澳华液化石油气（LPG）有限公司生产的汽车用石油气燃料供给管理配于EQ6100－I型发动机，改装成LPG－汽油双燃料发动机，进行性能测试分析。试验结果表明，在不改变原机压缩比和点火提前角时，燃用液化石油气的动力性下降，最大功率为原机的90％；最大扭矩为原机的92％。燃用LPG比燃用汽油的当量比油耗低，节能率在5％左右。怠速排放试验表明，燃用LPG的CO，HC排放浓度分别为燃用贩50％和36％。     

增压柴油机排气压力波的对比试验研究

为了对某增压六缸发动机的性能做进一步的改进,对其涡轮入口处和排气支管出口处的排气压力波变化规律进行了试验研究.试验结果表明,涡轮入口处和排气支管出口处的排气压力波平均值变化规律相同:在不同的负荷特性下,排气压力波平均值都随着扭矩的增大而增大;不同转速下相同扭矩测试点的排气压力波平均值,都随着转速的增大而增大.在不同的负荷特性下,涡轮入口处和排气支管出口处的排气压力波强度变化规律不相同,涡轮入口的压力排气波强度要大于排气支管出口处的排气压力波强度.     

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。     

柴油机进气预混乙醇的掺烧比例优化试验研究

采用进气管电控喷射供醇的方法在TY295D柴油机进行了掺烧乙醇的正交试验，并对不同的能耗及排放需求条件下的不同工况点最佳乙醇掺烧比例进行优化。结果表明，在柴油机以进气管预混合供醇方式掺烧乙醇时，随工况点的变化，按最低能耗需求进行优化得到的最佳掺烧比例在20％-30％；而以降低烟度为需求目标，并以一定的能耗率作为约束时，大部分工况下得到的最佳掺烧比例都在30％以上。