增压多缸柴油机各缸进气不均匀性的研究

在某增压8缸柴油机性能试验和多个气缸压力测量的基础上,利用试验数据对该柴油机的一维性能仿真计算模型进行了标定和校核,计算和分析了不同试验工况下柴油机各缸进气流量的不均匀性。结果表明:在相同转速的情况下,各气缸进气量的大小对比关系不随负荷的变化而变化,随着负荷的增加,各缸的平均进气流量增加,各缸的进气不均匀度增加;不同转速时,各气缸进气量的大小对比关系有所变化,进气不均匀度也不相同。     

增压柴油机进气压力波动规律的试验研究

利用Kistler公司的瞬态压力传感器和Dewetron公司的燃烧分析仪,在某V型8缸增压柴油机上,测量了第1缸进气道入口进气压力在不同转速、不同负荷下的波动状况,对压力波动曲线进行了数据处理、对比和分析.结果表明:在相同的转速下,不同负荷时,进气压力波动的规律相近,负荷越大,进气压力的平均值越大,进气压力的波动范围也越大,但是波动强度很接近,变化不大;对于不同的转速,进气压力的波动规律明显不一样,随着转速的变化,压力最大值对应的曲轴转角不同,波动强度也是随转速波动变化的.     

进气歧管结构对进气不均匀性影响的仿真研究

本文利用AVL BOOST和FIRE软件就不同结构参数的进气歧管对各缸进气不均匀性的影响进行了仿真研究.结果表明,第三种方案的平均累积流量最高,其进气不均匀性最大值的绝对值为1.7%,总值为3.3%,优于第一方案的不均匀性指标;第二种方案尽管其平均累积流量高于第一方案,但进气不均匀性最大值达到6%,超出工程允许的3%的限度,因此本文认为第三种方案为最优.同时该设计流程也为进气歧管的优化设计奠定了基础.     

柴油机发火顺序及排气管布置组合优化分析

以8缸直列双增压柴油机为研究对象,建立一维仿真模型,研究不同发火顺序及排气管布置组合对柴油机经济性、低速动力性、单缸均匀性的影响.计算结果表明:对于定压排气管,发火顺序对柴油机性能影响较小,仅通过优化发火顺序无法大幅度提高柴油机低速经济性和低速动力性;排气管布置和发火顺序组合优化对柴油机性能影响较大,可以在兼顾高速性能...     

大功率柴油机顺序增压技术应用研究

介绍了在一台V型12缸柴油机上进行顺序增压技术应用研究的情况,对比分析了采用顺序增压技术与原机状态在同一外特性试验条件下整机综合性能变化情况.试验结果显示采用顺序增压技术后,发动机综合性能得到较大幅度改善.     

发动机进气系统不均匀性的三维数值模拟

利用FLUENT软件对4102柴油机的两种进气管系统内流场进行了三维数值模拟计算,并对进气歧管内流动特性进行了分析,分别计算出了两种进气管系统进气的最大不均匀度。结果表明入口端布置在进气总管的中间能够降低进气的不均匀性,更有利于提高发动机进气和燃烧的质量。     

不同调节转换装置在顺序增压系统中的应用研究

针对目标柴油机顺序增压系统,设计了液压调节转换装置和气动调节转换装置。将这两种调节转换装置分别集成在柴油机顺序增压系统中进行对比研究,结果表明:在结构上液压调节转换装置比气动调节转换装置更紧凑;计算和验证了调节转换装置的驱动扭矩和执行动作时间,气动调节转换装置的驱动扭矩和执行动作时间均小于液压调节转换装置。两种调节转换装置还通过了进排气阀及执行机构连续动作1000次考核试验,试验结果表明:集成液压和气动调节转换装置的顺序增压系统,其主副增压器涡前最大温差均出现在排气阀关闭时,平均温差分别为28℃和219℃。     

YC12VC型高速柴油机发火顺序的分析研究

基于AVL-EXCITE软件搭建了YC12VC发电用高速柴油机轴系动力学模型,其模拟值与试验值吻合性较好,验证了该模型可以较好地模拟不同工况条件下轴系的运动情况。基于平衡性和均匀发火等原则,设计了8种不同的发火顺序,并针对轴承受力、轴承润滑、轴系扭振和转速不均匀性开展影响规律研究。结果表明:通过发火顺序的优化,在保证最大主轴承负荷和最小油膜厚度满足设计要求的前提下,标定工况下的曲轴扭振总振幅从0.465°降低到0.259°,转速不均匀系数从0.018降低到0.009。     

进气灰尘对柴油机磨损的实验研究

通过向柴油机进气系统加入不同粒度的灰尘，研究了进气灰尘粒度对柴油机各零部件的磨损及对柴油机功率的影响。实验结果表明，在实验条件下进气灰尘对柴油机气缸套和活塞环的磨损最大，而轴承的磨损很小。２０－５０μｍ的灰尘与柴油机的磨损影响最大，空气滤清器应尽可能滤去这尺寸范围的灰尘。     

进气门关闭时刻对高增压柴油机性能影响的研究

运用模拟计算和试验开发相结合的手段,针对某款高增压柴油机开发过程中出现的难题,提出了通过采用改变进气门关闭时刻来解决该问题的技术方案,将该方案运用于此柴油机,试验结果表明,在排放达到国五标准,爆压满足限制要求的同时,加权油耗降低6 g/k W·h左右,发动机性能得到了明显改善。     

增压柴油机进排气过程的模拟计算研究

基于GT-POWER软件建立了包括增压柴油机进气系统、排气系统和排气消声器的工作过程模拟计算模型,通过模拟计算研究了发动机的外特性指标、最高燃烧压力、进排气系统压力波动、消声器端口压力等参数的变化,试验验证表明:所建立模型能够正确预测发动机进排气系统中的压力波。     

进气加湿与富氧对船用柴油机NOx-Soot排放的影响

通过一台满足TierⅡ排放标准的四冲程增压中冷船用柴油机,模拟研究了富氧燃烧结合进气加湿改善NOx-soot折衷关系的潜力,并探讨了实现TierⅢ排放标准的技术路线.本研究使用AVLFire软件建立仿真模型.结果表明:单独使用富氧燃烧时,缸内温度较高,燃烧持续期较短,soot排放减少,NOx排放恶化,而单独使用进气加湿时呈相反的趋势.当发动机运行在转速为1350 r/min、75%负荷工况下,进气氧体积分数为21%~23%、加湿率为0~100%时,可实现NOx-soot排放同时降低且低于原机.氧体积分数为21%和加湿率为100%匹配,可以实现TierⅢ排放法规.两种措施的优化组合可以获得NOx-soot排放的最佳优化区域.     

基于GT-Power的增压柴油机进排气系统参数敏感性分析

为进一步明确增压柴油机进排气系统优化仿真过程中寻优变量的选择方向,采用一维性能分析软件GT-Power中自带的DOE功能,对影响发动机整机仿真结果 (动力性、燃油经济性和可靠性)的15个进排气系统特征参数进行了敏感性分析,并完成了各参数敏感度的排序和比较。分析结果表明,进排气系统阻力是进排气系统设计中的2个重要控制量。与进气管路结构参数相比,排气管路结构参数对各项指标的影响更敏感,而且其中的涡轮出口连接管直径、排气总管直径和长度是3个主要设计参数。     

进气氮气含量对柴油机混合气形成与燃烧过程的影响

在一台可以拍摄气缸内混合气形成和燃烧过程的发动机上，用高速摄像机研究了进气中加入不同浓度的氮气（N2）后柴油机的油束发展，混合气形成，着火以及燃烧过程， 同时还采用三基色法对高速摄像机拍摄的燃烧火焰的照片进行了温度场分布的计算分析。拍摄的图像和计算结果表明，加入了不同比例的N2，对燃油束的雾化及混合气的形成过程没有影响，对滞燃期的影响也不大，但对火焰的燃烧最高温度和燃烧室的平均温度降低影响很大。N2的加入量越大，燃烧温度下降越多，燃烧过程结束的也就越早。     

高压差下增压柴油机进气道流通特性研究

建立了某柴油机进气道复杂三维流动稳态仿真模型,利用仿真方法研究了高压差下(大于50kPa)增压柴油机进气道流通特性.结果表明,对比常规低压差下气道稳流试验和仿真分析结果,高压差下该型进气道无因次流通系数明显降低.通过进气道三维流场分析,发现进气道内分离旋涡流动和流速分布不均引起高压差下气道有效流通面积减小是无因次流通系数降低的主要原因.     

轻型车用柴油机燃烧过程数值模拟

本文以正庚烷和菲作为代表物质,组成理论空燃比和自燃特性与普通柴油较为接近的表征燃料,开发了较为精简的、包含26种组分、30个反应的柴油燃烧简化机理。在此基础上,针对某型轻型车用柴油机开展研究,通过CFD耦合反应机理技术对其燃烧过程进行了数值模拟,并与台架试验测量结果对比验证。计算得到的燃烧始点、燃烧相位、最高压力等均与实测数据符合得较好。对于1800r/min的工况,其对改变喷油提前角控制燃烧过程的预测体现出很高的精度。研究还发现,对于因扩散燃烧造成的两阶段放热现象,需要使用更精细的网格进行燃烧的数值模拟。