降低4110型增压柴油机NOx排放的结构参数研究

增压柴油机具有热效率高、经济性好和启动快的优点,但同时存在NOx和颗粒排放高的缺点。在国外,通常采用调整结构参数改善缸内燃烧过程或用废气再循环(EGR)等处理方法予以降低。在新产品开发阶段,我国的企业倾向于采用调整结构参数改善缸内燃烧的措施,以求柴油机提高性能水平,简化柴油机结构和降低运行维护费用。为此,论述了调整增压柴油机结构参数来降低NOx的排放量的方法。现以4110型增压柴油机为例,调整其结构参数,并进行分析、优化,对调整前后的柴油机进行了试验。试验结果表明:优化后的柴油机能满足“欧-Ⅱ”标准。     

气波增压柴油机进气管设计与优化

以SOFIM 2．5L涡轮增压中冷柴油机为样机，设计了气波增压柴油机进气管。用正交设计优化试验进气管的结构组合，并用三维设计软件UG进行几何建模及结构分析，找出质量最小、内腔容积最大的进气管，再用ANSYS软件对其进行流动分析，找出平均进气质量流量最大的进气管；综合结构优化和流动优化结果，确定最终的气波增压柴油机进气管，采用快速成型技术制成其模型并在气道试验台上与原管进行稳态流动对比试验。试验结果表明，该管比原管进气质量流量平均提高近7％，基本可满足气波增压柴油机的要求。     

柴油机燃烧噪声增压影响机理试验分析

研究了直喷式柴油机增压对燃烧噪声的影响机理.通过测量稳态和恒转矩增转速瞬态工况增压前后影响燃烧噪声的参数,得出增压前后柴油机燃烧噪声的变化规律.从燃烧室壁面温度、气体动力载荷和压力高频振荡等方面对试验结果进行分析.结果表明:增压后燃烧噪声降低,增压对稳态工况燃烧噪声的降低比对恒转矩增转速瞬态工况更明显,增压在中速中负荷工况下,对燃烧噪声的控制效果较好.     

单缸柴油机废气涡轮增压试验研究

废气涡轮增压作为提高发动机功率的主要技术广泛应用于车辆、工程机械等多缸汽、柴油机上,在提高发动机升功率、节能减排等方面效果显著.受限于生产成本、单缸柴油机结构等因素,国内外关于单缸柴油机涡轮增压的研究较少.为研究在单缸柴油机上运用涡轮增压提高发动机功率的技术可行性,进行了单缸柴油机涡轮增压试验.试验结果表明,单缸柴油机涡轮增压可大幅提高发动机的功率,发动机最低燃油消耗率略优于增压前的油耗,通过对发动机的进排气系统与燃油系统的优化,可望进一步提高柴油机的性能.     

车用柴油机缩口型燃烧系统参数优化试验研究

在小型增压直喷式柴油机上采用缩口排放型燃烧室，对其喷射系统参数进行匹配试验研究。试验结果表明，在不影响柴油机性能的前提下，通过喷射系统参数的优化匹配，有效地改善了排放特性。     

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。     

增压柴油机压缩比与配气相位优化研究

使用GT-power建立某增压柴油机模型,根据试验数据验证了模型的准确性。通过对增压柴油机数值模拟分析了不同压缩比及配气相位时各性能参数的变化,并优化压缩比及配气相位。为此柴油机的性能优化提供了参考依据。     

变海拔柴油机可变喷嘴增压系统控制策略研究

根据柴油机的变海拔性能恢复目标,通过热力学分析,对某V型6缸柴油机增压系统运行参数进行估算,确定了可变喷嘴式的增压系统方案,并选择了合适的匹配点,完成了涡轮增压器的选配。基于原机结构参数,采用GT-Power软件建立了性能仿真模型并完成了校核,分别计算了匹配可变喷嘴增压系统的柴油机外特性和部分负荷的变海拔性能,最终确定了增压系统的全工况控制策略。研究结果表明:在外特性工况下,基于高海拔匹配的增压系统通过采用较小的喷嘴环开度可以满足增压系统的功耗需求,实现柴油机的变海拔功率恢复目标;随着海拔的降低,增压系统可以根据进气功耗的变化适当增大喷嘴环开度来实现增压系统变海拔控制目标,同时,保证柴油机的正常运行;在全工况范围内,随着海拔的上升,柴油机对应工况点的喷嘴环开度逐渐减小,在3 000 m以上海拔的高负荷工况采用最小喷嘴环开度。随着负荷的降低,最低燃油消耗运行点从低海拔低转速区偏移至高海拔低转速区。     

PM泵及P型喷油器在非道路国三排放柴油机中的试验研究

在某增压中冷柴油机上,采用PM泵+外部电控EGR+P型喷油器控制策略,对PM喷油泵泵体结构进行改进,对关键部件参数、喷油器参数及供油提前角进行调整优化,并进行了试验研究及分析。试验结果表明,PM泵+外部电控EGR+P型喷油器是一种能够满足非道路国三排放法规的技术策略。     

微型柴油机喷油系统结构参数优化和试验研究

对微型柴油机喷油系统与柴油机的匹配进行理论分析，指出了国内微型柴油机与喷油系统参数匹配的不合理性，提出了结构参数优化方案，并部分进行了试验验证。结果表明，减少喷油嘴流通面积可以使喷油过程稳定，喷油压力提高，喷油持续期延长，整机经济性得到改善，排烟降低。     

非道路用SNH4102Z型增压直喷柴油机的研制

介绍了非道路用SNH4102Z增压直喷柴油机的研制工作。主要的研制工作包括增压器的匹配与增压系统的设计,以及对柴油机润滑系统和燃油系统等进行的改进和优化。改进后的SNH4102Z柴油机经过各项试验证明,不仅能满足"中国非道路移动机械用柴油机第二阶段"的排放法规要求,而且其整机性能也得到提高。     

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.     

基于BOOST的柴油机整机性能优化设计

为了研究柴油机结构参数和运行参数对整机性能的影响,用发动机工作过程仿真软件BOOST对某型号的增压柴油机进行了建模和模拟计算。改变压缩比、燃烧起始角及配气相位等参数,比较了不同参数下发动机转矩、功率、缸内燃气最高温度和最高压力等性能参数,选定了最优化的参数组合。利用优化后的参数再次进行工作过程仿真,通过对比其整机性能参数发现,优化后的柴油机动力性、经济性和排放性能均有所提高。     

EGR率对柴油机排放特性影响的试验

研究了增压直喷柴油机在不同工况下不同EGR率对性能和排放的影响规律,确定了各个工况下EGR率的优化原则,并获取了柴油机最佳EGR率的M AP图,设计出一套EGR电子控制系统,可以对EGR系统中的进气节流阀和EGR阀进行控制,确保不同工况的最佳EGR率。发动机台架试验证实,设计的EGR电控系统按所获取的最佳EGR率运行,可以使NOx排放量降低19.9%,CO和HC排放量略有增加,动力性和经济性与原机相当,对EGR回路冷却可以抑制柴油机因使用EGR技术而导致的PM排放的增加。     

柴油/天然气双燃料增压发动机的性能研究

针对6105增压柴油/天然气发动机,通过提高发动机的压缩比、改进燃烧室结构,改善了发动机的经济性能,尤其降低了低速工况时的比油耗和排气烟度。同时,对供油提前角和天然气替代柴油率对发动机性能的影响进行了深入的探讨。试验结果表明适当增大双燃料发动机的供油提前角对其经济性是有利的,CO和HC排放降低,但NOx排放增加;替代率是影响发动机排放的重要因素之一。     

小缸径直喷增压柴油机燃烧及放热规律研究

柴油机的燃烧过程与其动力性、经济性、排放特性、噪声及强度等直接有关,在很大程度上影响柴油机的综合性能。本文根据实测小缸径直喷增压柴油机不同负荷及转速时的气缸压力,分析其燃烧过程特性及放热规律。结果表明,为降低最大燃烧压力及NOx排放,小缸径直喷增压柴油机采用的喷油提前角较小,柴油机在大部分工况下,燃烧始点较迟,最大压力升高率、最大燃烧压力较低,其对应相位较迟,放热规律也较低。     

基于AMESim的涡轮增压迟滞效应数值模拟及优化设计

为研究涡轮增压迟滞效应的影响因素,采用AMESim建立某车型涡轮增压发动机的几何模型,用数值求解压力方程组、焓流量方程组和涡轮输出转矩方程组的方法对其进行了模拟,计算得到了不同影响因数下的平均有效压力(BMEP)曲线。结果表明,发动机转速及涡轮本体的A/R值对涡轮迟滞效应都有影响;A/R值越大,迟滞效应越明显;而A/R值不变时,发动机有一最小迟滞效应转速。     

直喷式柴油机燃油系统参数的优化

主要介绍了4100型直喷式柴油机的燃油系统几个主要参数—喷油压力、喷孔直径和孔数、喷油嘴凸出高度及供油提前角的优化设计和试验研究。试验结果表明:提高喷油压力,采用多孔数、小孔径喷油嘴,减小供油提前角及合理的喷油嘴凸出高度,柴油机能得到较好的性能指标。该研究结果为今后其它机型的设计和改进提供一定的经验和依据,可供同行参考。     

多功能自走式牧草育种小区作业机械传动系匹配优化

针对集旋耕、播种、割草和运输功能于一体的多功能自走式牧草育种小区作业机械动力传动系统,在发动机台架试验基础上,利用Matlab开发的优化设计软件进行了优化匹配研究.通过对动力传动系统动力性和燃油经济性模拟仿真,并对动力与传动系统匹配计算,选取最佳的发动机与传动系统匹配方案.对优选出的发动机与传动系统最佳的匹配方案进一步优化设计,得出优化后的传动参数为:1挡传动比2.003 9、2挡传动比1.459 5、3挡传动比0.977 5、4挡传动比0.675 1、倒挡传动比1.984 0、高挡和低挡传动比分别为1.047 8和3.110 2、中央传动比为5.371 1.优化后多功能自走式牧草育种小区作业机械的动力性和燃油经济性都得到改善,优化后的传动系与动力的匹配度提高了6.29％.