进气管结构对增压柴油机进气不均匀度影响的研究

在某V型多缸柴油机性能试验和多个气缸压力测量的基础上,对该柴油机的一维性能仿真计算模型进行了标定和校核,并应用验证后的模型计算和分析了该柴油机采用Π型进气管和环型进气管时各缸进气流量的不均匀度. 分析表明:不同的进气管结构造成各缸进气门前压力波动的规律差异很大,进而引起进气门前后压差的变化规律差异较大,最终造成各缸进气不均匀度的差异很大,采用环型进气管可以降低发动机的进气不均匀度.      

不同排气系统对涡轮增压柴油机性能的影响

以某增压中冷柴油机为研究对象,利用GT-POWER软件建立了该增压中冷柴油机工作过程仿真模型,并根据试验数据进行了校核计算.在上述工作的基础上,对增压柴油机的三脉冲排气系统进行了改型设计,建立了MPC排气系统和定压排气系统仿真模型,验证了模型的有效性.通过对三种排气系统的仿真及对比分析,表明MPC及定压排气系统选取合理的较小排气管径能够降低发动机油耗,减弱涡轮进口压力脉动,保证较高的涡轮效率和功率输出;发动机额定工况下,三种排气系统对发动机及涡轮性能的影响存在明显差异,三脉冲系统的发动机性能优于MPC与定压排气系统;发动机中低转速时,MPC系统使得涡轮效率较三脉冲与定压系统有所提升.      

基于CFD的脉冲转换器流动均匀性数值研究

一款8缸柴油机采用双排气管双增压器结构,每根排气管对应4个气缸.共用一根排气管的气缸各缸发火间隔不同,不均匀的排气压力冲击增压器,导致增压效率下降,柴油机性能恶化.为了缓解不均匀排气对增压器造成的冲击,在排气管和增压器中间增加了缓冲装置——脉冲转换器,采用流体仿真软件对脉冲转换器的结构进行了优化设计.结果表明,将脉冲转换器外边框改为椭圆、导流板截面改为抛物线型并降低导流板高度,可有效提高进入增压器燃气的流动均匀性,使脉冲转换器出口的流速不均匀度从27.9％降至8.3％.     

在涡轮增压柴油机模拟计算中MPC边界的处理方法研究

本文介绍一种在用特征线法计算排气管内压力波时,模件式脉冲转换器(简称MPC)边界的计算模型。该模型考虑了排气支管内气体与管壁间的传热、摩擦,管段的变截面、弯曲、非圆截面等因素,同时将弯管损失系数折合成摩擦系数。变截面支管与总管连接处的边界按普通三分支边界处理,但根据MPC结构的特点,压力损失系数不再选用固定不变的常数,而是采用经过修正的稳流试验下得到的经验公式,在这些经验公式中,压力损失系数不仅与相连的各管段间的流速比有关,同时还和支管与总管间的夹角,各管段间的截面比等因素有关。这样处理不仅计算简单,而且能较好地反映排气管内的压力波动情况。此计算模型的合理性和可靠性已被在6135ZD柴油机上获得的试验结果所证实。     

相继增压柴油机进排气系统建模与增压器切换点计算分析

建立了某船用中高速大功率相继增压柴油机的一维非定常流动的计算模型,编制了有限体积法ENO(基本无振荡)格式的程序.对较复杂的进排气管路采用模块化建模方法.利用该程序进行了相继增压柴油机工作过程的数值计算,计算结果与试验数据符合较好,对增压器的切换点进行了多方案计算分析.     

多缸柴油机进气管三维定常湍流流场数值分析

采用任意拉格朗日 欧拉 (ALE)法 ,对多缸柴油机进气管管内流动进行三维稳态可压缩湍流数值模拟 .计算物理模型针对实际进气管形状 ,湍流模型采用k ε双方程模型 ,进出口边界采用给定压力边界条件 .以某一非增压 6缸柴油机进气管为例 ,对 6分支歧管出口同时打开的情况获得了速度场 ,揭示了进气管管内流动特性 ,为进一步进行各缸进气不均匀性分析奠定了基础 .     

增压柴油机进气管压力波预测的研究

本文在考虑进气管系压力波传递的基础上,针对6135z涡轮增压柴油机的性能,研究了进、出口均存在压力波的压气机之边界条件处理方法。文中还简介了整机性能预测、排气管系的计算站位分布图,分析和验证了计算结果,在改进6135z的进气系统上也取得了一定效果。     

MPC排气管系统结构参数优化方法探讨

本文通过对MPC内气体流动损失原因的分析,选取了支管与总管间的夹角α、支管截面收缩比φ、总管直径D以及支管曲率半径R作为MPC的主要结构参数。在不同结构方案装于6135ZD柴油机上的试验结果的基础上,利用经过试验验证的专门模拟MPC系统的计算程序,对α、φ、D、R单独对排气能量利用率及柴油机主要性能参数的影响进行了计算分析,并提出了它们的设计原则,从而可为进行MPC排气管系统的最优设计提供参考。     

某型脉冲增压柴油机排气管结构优化设计

为解决某型脉冲增压柴油机第8缸排温高以及排温不均匀问题,基于GT-power仿真软件建立了柴油机仿真模型,利用多试验设计(design of experiments,DOE)实验设计方法对排气管结构进行了优化设计。结果表明,DOE方法可以辨识出结构参数和排气温度之间的映射关系,在Optimizer优化控制器可以快速得出最优的结构参数组合,优化后的排气管解决了第8缸排温高的问题,同时有效改善了各缸排温不均匀性。     

关于MTU396柴油机的顺序增压控制及其故障分析

MTU396柴油机采用A.B两台增压器组成的单级顺流增压系统.并通过顺序增压控制系统来接通和切断增压器B,优化增压器在柴油机部分负荷运作时运行性能,以增加进气压力和减少油耗,及其常见故障分析。     

一种新型水下混合增压排气方式研究

水下排气是一种具有红外抑制作用的排气方式,在水下负压区排气基础上,提出了一种新型的动力与结构混合增压的水下排气方式.首先,在排气管末端建立水微团力学模型,得出提高排气压力可以实现水下排气,并指出叉管叉角、支管直径与排气压力存在相互关系.其次,应用SPECIES模型,分析了排气管道与动力增压管道连接处的流体特性,揭示出低压气体通过卷吸作用而排出的排气机理.最后,模拟了叉管结构的流场分布,得出叉管结构具备增压性能,并推导了海水倒灌量的计算公式.研究结果表明水下混合增压排气方式原理可行.     

废气入射管道参数对缸内EGR分层的影响

为了在某款摩托车汽油机缸内实现废气再循环 (exhaust gas recirculation,EGR)分层以减少泵气损失,降低NO_x排放,将原有的进气旁通系统改造为EGR系统,使用GT-POWER模型求解出3 000 r/min、60 mg进气量工况下废气入射管道以及进排气道的边界条件和初始条件,并将这些条件导入发动机的CONVERGE模型中进行计算,通过对比不同废气入射管径、不同安装角度、不同安装距离条件下的缸内流动特性、缸内速度场以及缸内废气质量分数分布,确定了最佳废气入射管道参数。结果表明：在3 000 r/min、60 mg进气量工况下,当废气入射管径为5 mm,入射角度为17.5°,安装距离为22 mm时,气缸内能实现EGR分层。     

柴油机扩压排气支管的冷态性能研究

通过理论计算和试验研究，对模件式单排气总管系统扩压长支管的排定常流动特性进行了分析，理论和实测结果结果吻合较好，结果表明：ＭＳＥＭ系统采用扩压长支管系统能够明显地降低排气背压和排气总管的压力波动，减少排气系统的能量传递损失，为高增压，超高增压柴油机采用ＭＳＥＭ系统扩压长支管系统提供了理论基础。     

单回路脉动热管传热性能的试验

通过对单回路紫铜-水脉动热管在风冷方式和定热流加热条件下,稳定运行时的传热性能的试验研究,得到管壁温度沿管长的变化规律,冷热段均温和温降(或温升)、传热温差、传热热阻随传热功率的变化特性.分析了充液率和管径对热管传热性能的影响.结果表明:冷热段均温、传热温差随传热功率的增加而增大,传热热阻随传热功率的增加而减小;小传热功率时,传热热阻对传热功率、管内径和充液率的变化较为敏感;减小充液率,增大管内径,增加传热功率可明显降低热管的传热热阻;较高传热功率时,充液率、管内径和传热功率对传热热阻的影响较小,影响传热热阻的主要因素是冷却热阻,可通过增加管外径或改善冷却条件来降低传热热阻,提高传热性能.     

分离式热管凝结换热特性的研究

建立了空气冷却实验台 ,热管的加热方式为电加热 ,工质为蒸馏水 .在 1∶ 1模型上对分离式热管管内凝结换热特性、不凝性气体对凝结换热的影响及不凝性气体的扩散规律进行了试验 ,得出分离式热管有一最佳充液率 ,其值为 45%左右 ;凝结换热系数随着蒸汽压力的增加略有降低 ,在实验的压力范围内 ,降低了 9.5% ;不凝性气体对分离式热管的凝结换热仅影响冷凝段下部较小部分 ,通过排气阀排出不凝性气体可有效地改善冷凝段下部的凝结换热 ;随着压力的增加 ,不凝性气体对分离式热管冷凝段的影响减少 .这些结论可用于分离式热管换热器的工程设计和控制     

内燃机排气噪声谱的模拟研究

内燃机缸内换气过程的气体动力分析与进排气管的气体流动模拟,对于改进进排气管的设计、改善充气性能具有重要的作用。本文将这一研究扩展到了排气噪声分析以便在分析进排气管与充气性能的同时,能有效预测通过排气尾管辐射的噪声。应用一维不定常、非等熵特征线法,并结合声学理论,计算并预测了四缸四冲程汽油机在不同转速下、带有不同排气系统时的压力波曲线与排气噪声谱。通过与实测对比,认为结果满意。这一工作将作为消声器模拟研究的基础。本文还对此领域国外的研究工作进行了简要综述,以明确进一步工作之方向。     

逆向工程在排气歧管设计中的应用

讨论了逆向工程的基本概念和逆向工程的主要步骤，通过排气歧管的逆向设计实例，说明逆向工程设计对于复杂形状的零件非常有效。