船用柴油机排气系统压力波的理论分析

在ＤＹ８３００ＺＣ１型脉冲转换增压柴油机上，对排气系统中的非定常流过程，应用特征线法计算排气压力波，把缸内和排气管内压力变化的计算结果与实测值相比较，发现两者相当符合，可以为进一步研究该种柴油机所采用。     

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。     

決定废气能量传递系数η_E的理论方法和若干试验结果

废气能量传递系数ηE是表征发动机的变压涡轮压系统设计良好程度的最主要指标之一。作者在E.Jenny和H.List等计算排气压力波的方法的基础上,针对高速四冲程柴油机的特点,建议了简化的特征线法,其目的是以较少的计算工作量,而能完整地计算出排气管入口和末端的压力波,气缸内压力和温度的变化,最后计算出废气能量有效传递系数ηE,对一台四冲程发动机的计算结果与试验结果作比较表明,建议的方法可以用来计算高速四冲程发动机的变压增压系统。在文章的最后列出了有关ηE的若干试验结果。     

基于面径比的车用高速柴油机增压匹配研究

涡轮的面径比是废气涡轮增压器与车用发动机匹配的重要参数之一。将两台面径比不同的涡轮增压器与车用高速柴油机进行了匹配研究。结果表明:匹配较小面径比增压器的柴油机进气压力较高,新鲜充量增加,排气背压较高;低转速区域内进气压力和新鲜充量的增加提高了柴油机的燃烧效率,而排气负功的影响作用较弱,因此外特性输出转矩增加,燃油消耗率降低;高转速区域的排气负功影响作用增加,经济性变差;全工况烟度排放均较低。     

柴油机增压系统的改进

１问题的提出在大型柴油机中利用涡轮增压器,提高进气密度以喷射更多的燃油,并使之充分燃烧,增加燃烧爆发压力,使柴油机在不增加气缸容积的情况下提高功率。既有利于减少柴油机废气带走的能量,又可以提高柴油机的功率并减少对大气的污染。但目前采用的增压器有些问题还需要改进,如:柴油机长期燃烧不良,可以使压气机叶轮的背面、涡轮叶轮两侧、转轴和迷宫油封环之间等处形成积碳,严重时增压器旋转阻力增加,进气压力下降,甚至卡死转子。另一方面,柴油机排温高,喷嘴环叶片超温工作,喷嘴环叶片出口面积扩大,结果造成涡轮功率下降,增压的空气压力…     

环境温度对船用增压柴油机压气机特性的影响

为了提高涡轮增压器对环境的适应性，以满足柴油机功率的要求．采用图解的方法，分析了船舶增压柴油机压气机运行点随环境温度的变化，得出了压气机特性参数随温度的变化趋势，通过试验和计算实例对压气机参数变化进行验证，并提出了相应的解决方案．所获结论有助于轮机管理人员对不同温度下涡轮增压柴油机的工作性能进行认识和理解。     

增压柴油机排气压力变化规律的实验研究

研究采用等压增压系统的多缸柴油机排气压力的变化规律. 利用瞬态压力传感器和燃烧分析仪,在某V型8缸增压柴油机上,测量了不同工况下第1缸排气阶段气缸内和排气道出口处的压力随曲轴转角的变化情况. 分析结果表明:在相同的转速下,随着负荷增加,排气道出口压力随曲轴转角变化的规律相近,压力的波动幅度增加;随着转速的增加,在排气道出口压力曲线中的波峰和波谷出现的曲轴转角位置向后推移;在某些工况下,缸内排气压力高于排气道出口的压力,而有些工况下,缸内排气压力会低于排气道出口的压力.     

排气管结构对多缸增压柴油机进气不均匀性的影响

作者在某V型8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脉冲增压排气管、等压增压排气管、MPC排气管时各缸进气流量的不均匀性及其差异.结果表明:采用不同的排气管结构时各缸进气不均匀度的差异很大,采用等压、MPC排气管时的进气不均匀度比较接近,而采用脉冲排气管时的进气不均匀度比前两者小得多.     

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.      

发动机废气涡轮增压系统的能量流研究

基于发动机一维性能仿真计算和试验相结合的方法,对某型轿车用柴油机的废气涡轮增压系统能量流分布规律进行了研究.通过研究发动机排气能量在涡轮机-压气机-中冷器中的传递过程,得出了涡轮机回收排气能量的潜力和增压系统的能量流特性.结果表明:增压系统能量流分布和排气能量回收效率主要取决于发动机和增压器的运行工况;外特性下,在增压...     

一维非定常流动的FVM—TVD方法与混合式脉冲转换器系统

介绍了一种研究进排气系统一维非定常流动的FVM－TVD（总残差减少的有限体积法）方法：控制方程的离散采用有限体积法,截面数值能量采用考虑截面变化的二阶TVD格式,用该方法对混合式脉冲转换器（MIXPC）系统气管内的压力波进行了模拟,并与实测值作了对比,两者吻合较好。     

涡轮增压发动机二冲程制动性能

考虑到进、排气管内的压力波与涡轮增压器对发动机进、排气过程的影响,应用GT-POWER软件建立一种二冲程制动工况下的涡轮增压发动机模型,并通过对发动机制动过程仿真计算,分析发动机转速、排气门开启时刻与发动机制动性能之间的关系.仿真结果表明,在排气门工作参数一定时,发动机制动转矩、制动功率随转速增加而增大;在排气门升程曲线、第二次开启发生时刻均一定时,对应每个发动机转速,均存在唯一的第一次开启发生时刻使得制动功率最大,而且该时刻随发动机转速而变化;在排气门升程曲线、第一次开启发生时刻均一定时,第二次开启发生时刻延迟,将使得压气机运行点趋近甚至超出喘振线.     

内燃机进排气管有限容积法一维非定常流模拟

应用有限容积法对发动机排气管系中的气体流动作模拟计算．该方法是以往一维非定常流动计算方法的进一步发展．与特征线法相比,具有计算稳定、质量流量误差小等优点．文中对该方法的模型作了简述,并以８Ｌ２４０Ｚ四冲程柴油机为例,进行了模拟计算,包括：发动机的性能参数、排气管系的压力波动情况、质量流量误差等．计算结果表明,该模拟方法具有较高的计算精度     

电控高压共轨喷油系统的标定和应用

为了获得电控柴油机的喷油一致性,测试了电控喷油器之间的差异,得到大量喷油器的喷油持续期统计规律,并提出将测得的喷油持续期的统计平均值作为基准值,采用与之插值的办法消除各个喷油器与基准值之间的差异,获得了良好的喷油一致性.针对实际发动机运转时各缸之间的循环差别,提出利用ECU软件比较各个循环的角速度差,根据差异的大小补偿每缸每循环的喷油量的方法,达到了减少各缸之间的循环运转差异的效果.试验结果表明,与传统直列泵柴油机比较,电控柴油机的动力性、经济性以及排放性能都有所改善,特别是燃油消耗率和排气烟度有大幅度的降低.     

废气涡轮增压器旁通阀开度优化研究

采用GT-Power仿真软件建立了小面径比(A/R)增压柴油机仿真模型;并通过发动机台架试验验证仿真模型计算结果的准确性和合理性。在此基础上对外特性各转速下旁通阀开度进行了标定和优化;并分析不同开度对柴油机性能的影响规律,以及高速工况下涡前压力和进气压力两者对柴油机性能的影响。结果表明匹配小涡轮时,通过优化旁通阀的开度可以使进气压力和涡前压力平衡;并提高中高速扭矩,改善经济性。高速时,涡前压力是影响柴油机性能的主要因素。