增压中冷柴油机的燃烧过程分析与性能提高研究

采用先进的测试手段对强化后增压中冷柴油机的供油提前角、增压压比、外特性及负荷特性等各项性能参数进行数据采集,并对所采集的数据进行相关分析,从而对柴油机的工作过程和气缸内的燃烧状况有一个基本了解。这一系列的测试分析有利于对增压中冷柴油机的燃烧组织和结构优化起指导作用。     

某柴油机高原工况性能模拟分析

为了研究大气压力对增压中冷柴油机性能的影响,使用GT-Power软件建立某8缸增压中冷柴油机的工作过程仿真模型。改变模型边界条件中的压力,模拟柴油机在不同高原上工作时的外界环境,分析了大气压力的变化对柴油机各项性能参数的影响。计算结果表明,随着大气压力的降低,该柴油机的功率、扭矩和缸内最大压力降低;燃油消耗率升高,热效率降低;在低转速区大气压力的变化对于柴油机的影响要大于高转速区;涡轮增压器的压比和转速升高,压气机进气流量减少。     

自然吸气与增压柴油机循环波动的比较

试验以1台自然吸气直喷柴油机及1台相同排量的增压中冷柴油机为研究对象,采用高速数据采集系统测录不同负荷、中冷温度以及供油提前角下的多个循环的缸内压力及油管泵端压力,编程计算放热规律并进行循环波动研究,对两者的燃烧及放热规律循环波动进行比较.试验表明:自然吸气直喷柴油机放热规律循环波动比较大.     

增压中冷柴油机节流式EGR控制系统试验研究

增压中冷柴油机采用EGR技术改善NOX排放具有其特有的难度.为此,在一台涡轮增压中冷式柴油机上采用中冷后进气节流配合EGR阀的方案,根据不同EGR率对该柴油机性能的影响确定最佳EGR率,运用单片机技术进行控制系统设计,采用查表核对最佳EGR率MAP图的方式控制EGR阀的升程和进气节流阀的开度,最后联合试验室的相关设备进行十三工况排放测试.试验结果表明:匹配节流式电控EGR系统后,柴油机NOX排放得到了明显改善.     

柴油机瞬态工况下微粒排放特性及影响因素

利用瞬态微粒测量系统，对增压中冷柴油机瞬态工况下微粒的排放特性进行了研究，结果表明，瞬态工况下微粒的排放量高于稳态工况，且随转矩变化率的增加微粒排放量明显增加，在低转速时更为明显。由于瞬态工况下进气量的增加滞后于燃油的增加，使得燃烧质量恶化；燃烧室内的温度相对于燃油喷射的滞后，也导致了瞬态工况下的微粒排放量的增加。     

增压中冷柴油机EGR排放特性试验研究

以增压中冷柴油机为研究对象，针对其特点设计了废气再循环装置，试验研究了不同EGR率对增压中冷柴油机的动力性、经济性及NOx微粒、烟度、HC、CO等排放物的影响规律。研究结果表明，增压柴油机借助EGR，可大大降低发动机的NOx排放，但随着EGR率的增加，柴油机的微粒、烟度、HC、CO排放也相应增加，同时对柴油机的扭矩和油耗也造成不利影响。因此，在设计增压柴油机EGR系统时，要综合考虑EGR率对发动机性能和排放的影响规律，为各个工况确定最佳EGR率，并采用电控系统保证各个工况的最佳EGR率。     

柴油机湿式汽缸套穴蚀的原因分析及预防措施

随着柴油机强化指标不断得到提高,其湿式缸套的(蚀问题日益突出,已严重地影响了柴油机的经济使用寿命。为此,阐述了柴油机湿式缸套产生(蚀的机理,分析了柴油机活塞、缸套、冷却系等零部件的结构特点和使用情况对缸套(蚀的影响,并提出了确实可行的预防措施。     

柴油机气缸套应变的动态测量

根据湿式气缸套的结构特点,进行了动态测试方案的可行性研究,提出了一套湿式气缸套应变的动态测试方案。通过对4100QB型柴油机进行测试试验,分析了气缸套变形的特点以及主要影响因素。     

小型柴油机增压试验研究

增压技术可以提高内燃机性能,但针对小型柴油机增压技术的研究较少.为此,采用试验的方法,研究临时增压对小型柴油机性能的影响.结果表明,柴油机在小负荷工作时,增压对其性能提升效果不明显.柴油机在超负荷工作时,增压可明显提高柴油机的燃油经济性和动力性.适当提高增压器的转速,可进一步提高柴油机的性能.     

水润滑推力轴承与推力盘综合试验台设计

为了综合研究推力盘外特性和推力轴承水膜特性,突破紧凑型大功率湿式电动机的技术瓶颈,保证机组工作时推力盘作辅助叶轮能够同时平衡机组轴向力并提供内循环扬程,设计了水润滑推力轴承与推力盘综合试验台.试验台包含主试验段、轴向力测试单元、传感器单元与控制单元等部分.运用试验台,得到了1 500,2 000,3 000,4 000,5 000和6 000 r/min共6种不同转速工况下推力盘作辅助叶轮的水力性能以及推力轴承的水膜承载力、水膜厚度等特性.基于数值计算方法,对试验台所测水膜厚度进行了仿真验证,结果表明:综合试验台上所测得的数据准确可靠,水润滑推力轴承与推力盘综合试验台的成功搭建,为相关领域内的研究提供理论依据和工程指导有着重要意义.     

4100QBZL柴油机湿式气缸套温度场试验研究

针对柴油机气缸套的热负荷问题,在不同工况下采用热电偶法实测了4100QBZL柴油机湿式气缸套内壁面关键点的温度值,分析了气缸套的工作温度随发动机转速以及负荷的变化关系及其温度分布的特点。试验结果表明:各缸温度值随着负荷与转速的增加而增加,其中第3缸测点温度高于其它3缸温度;在最大转矩工况下气缸套的工作温度最高达120.2℃,位于在3缸气缸套内壁面的上部。     

柴油机气缸套温度场有限元分析

针对柴油机气缸套热负荷的问题,根据实测的温度场数据对气缸套进行了边界条件计算,建立了较为完整的数学模型和几何模型,采用有限元分析方法分析了柴油机标定功率工况下气缸套三堆温度场及热变形。研究结果表明:在标定工况下气缸套的工作温度最高达494 K,出现在缸套内壁面的上部区城。缸套内壁径向的最大变形量为0.246 mm,出现在缸套上部。     

湿式气缸套加装工艺气缸盖珩磨加工研究

通过该项目的研究,验证柴油机缸体加装工艺气缸盖预紧后珩磨加工湿式气缸套内孔工艺,能够提高柴油机装配气缸盖后的气缸套内孔圆柱度精度,提升柴油机的产品品质。     

气缸套变形与活塞环摩擦功关系的研究

为了降低发动机摩擦损失,提高机械效率,重点研究缸套变形对活塞环与气缸套摩擦副的影响。首先,对两种不同状态的缸套进行有限元分析,找出缸套变形规律;然后,根据这些规律计算出活塞环与缸套润滑表面的油膜压力和油膜厚度;最后,将计算结果与试验结果进行对比,验证了该方法的正确性。研究结果表明,缸套变形的椭圆度直接影响摩擦功和机油消耗率的大小。     

LR4A柴油机润滑系统机油压力测试与分析

采用台架试验的方法,对LR4A柴油机润滑系统进行了整体性能试验与各测点油道压力特性测试,研究不同因素对润滑系统机油压力的影响。结果表明,影响机油压力的主要因素为柴油机转速、机油温度、机油泵流量、活塞冷却喷嘴流量等。随着柴油机转速的增加,润滑系统各处的机油压力逐渐增加,但在高速段,随着转速的升高,机油压力增长速度变缓。相同转速下,润滑系统各处的机油压力随温度的升高而降低。增大机油泵流量对机油压力提升效果显著,小孔径活塞冷却喷嘴对低转速时机油压力提升明显。     

柴油机机体有限元结构分析

以柴油机机体为研究对象,利用ANSYS软件构建了精确的机体有限元接触模型,根据试算和经验确定了位移和载荷边界条件,对机体在各缸最大爆发压力下进行了结构强度和刚度分析,得到了机体在最大爆发压力下的最大变形点和最大应力点,分析了机体、气缸套、挺柱孔、轴瓦各处的变形和应力分布,考查了机体顶面和底面的密封性,并对原机体结构提出了改进建议。     

用瞬时转速法估算压缩压力的探讨

在分析了反拖工况下曲轴受各力矩的变化规律曲柄转角与瞬时转速之间的相位关系的基础对用瞬时转速法估算柴油机压缩压力进行了探讨,给出了一种用曲轴的瞬时转速数据估算各缸压力的实用方法,在一台四缸直喷式柴油机上的试验结果表明,用该方法由飞轮的瞬时转速检测气缸的最高压缩压力,其标准误差不超过０．０３ＭＰａ,所提出的方法可用于柴油机的监测诊断系统中。     

高压共轨式直喷柴油机噪声控制的研究

对高压共轨柴油机的噪声进行了试验研究。采用缸压传递函数法对柴油机燃烧噪声和机械噪声进行了分离,试验结果表明,在一定转速下,负荷减小机械噪声减小,而燃烧噪声增大;在负荷一定下,转速增大,燃烧噪声和机械噪声均增大,但机械噪声的增大高于燃烧噪声。低速时和高速小负荷时燃烧噪声是降噪重点,高速、大负荷时机械噪声是降噪重点。同时对影响柴油机噪声和排放的相关参数进行试验研究和分析,并取得了一些有价值结果,对高压共轨柴油机降噪具有一定的指导借鉴作用。