涡轮增压汽油机废气旁通阀瞬态控制研究

在不同瞬态工况下使用不同的废气旁通阀PID目标控制策略,建立涡轮增压汽油机瞬态计算模型.对发动机定转矩加减速工况下的瞬态响应进行模拟计算,并与原机响应特性做对比分析.结果表明,在定转矩加速工况下,以适当增大的各固定转速下增压压力作为瞬态控制目标值,可以显著改善发动机的瞬态响应.在发动机定转矩减速工况下,采用前期适当延长废气旁通阀全开的时间,待转速下降到1.25倍目标转速后,控制目标切换到增压压力的控制策略能够缩短发动机的响应时间.与此同时,采用废气旁通阀瞬态控制方法,不仅能够提升涡轮增压汽油机瞬态响应性能,而且可以防止瞬态工况下增压器超速和喘振.     

电控旁通阀涡轮增压器匹配计算研究

采用发动机性能仿真软件GT-power建立了带废气旁通阀电控系统的涡轮增压汽油机模型,基于增压压力随旁通阀开度变化的情况,确定了控制系统的特性参数值.根据不同增压压力下涡前压力的变化规律以及汽油机动力性能的要求对废气旁通阀开度进行标定,分析了增压器与汽油机联合运行性能并进行了实验验证.结果表明,选配的小尺寸涡轮确保了汽油机的低速性能;建立的控制系统实现了对增压压力多目标值的连续控制,高速时没有发生因增压压力过高而导致爆燃和增压器超速的现象.     

直喷汽油机涡轮增压性能匹配的三线工况数值模拟法

涡轮增压器与汽油机数值匹配的传统研究主要侧重于外特性工况,但单一的外特性工况匹配合理不能保证涡轮增压器与汽油机在整个工作范围都匹配合理。针对涡轮增压器数值匹配过程中仅研究外特性工况的局限,阐述了三线工况法的基本原理,通过GT-Power软件建立一款直喷涡轮增压汽油机的全负荷热力学模型,并将该模型向部分负荷工况扩展为适用于三线工况法的热力学模型,最后将热力学模型应用于3款增压器的匹配研究。结果表明:三线工况法可直观地反映出原增压器与发动机在整个工作范围的匹配问题,利用此评价方法重新选配增压器后,可提升增压器与发动机在整个工作范围的匹配性能。三线工况法克服了仅研究外特性工况的局限,为预选及优化增压器提供了一种数值评价方法。     

增压直喷汽油机机械损失及分解摩擦试验研究

基于AVL试验台架,对一款先进车用增压直喷汽油机分别开展整机摩擦试验和分解摩擦试验,研究全转速范围内整机机械损失和各子系统机械损失的变化规律。研究结果表明:节气门开启与否对整机机械损失压力影响较大;在中低转速区域,节气门开启后发动机机械损失压力明显下降;但在高转速区域,发动机机械损失压力上升;在节气门开启时,增压器才对发动机倒拖功率有影响;随着转速增加,附件损失和曲轴损失所占百分比变化很小,气门机构损失所占百分比逐渐减小,而活塞连杆损失百分比逐渐增加;在低转速时,发动机机械损失主要为气门机构损失,1 000 r/min时达到52.3%;在高转速时,除附件损失外,其余3种损失大体相当。以上规律为提高增压直喷汽油机的机械效率提供依据。     

脉冲式增压器增压特性研究

由于深井、超深井数量的增加,传统机械式钻头破岩钻井已无法满足钻井效率需求。为此设计了脉冲式增压器用以提高深井、超深井钻井效率,降低钻井成本。基于所设计的增压器的结构和工作原理,考虑螺杆转速、高压喷嘴直径、钻井液密度和冲程等因素对增压效果的影响,建立数学模型。在此基础之上,考虑脉冲式增压器不发生自锁的条件,并分别分析转速、钻井液密度、高压喷嘴直径和冲程对增压频率、喷嘴流速和增压压力的影响。得到增压器各影响因素与增压特性之间的关系。旨在为设计的增压器提供理论支撑与优化依据。结论认为:高压喷嘴流速和增压压力随着螺杆转速、冲程的增大而增大,并且增压特性较好。随着高压喷嘴直径的增大出口流速和增压压力明显降低,增压能力明显变弱。随着钻井液密度增大,出口流速和增压压力稍微增大,其对增压特性影响不明显。喷嘴高压射流频率仅受转速影响,随着转速增大而增大。要想获得较好增压特性,螺杆转速应不低于100 r/min,活塞行程不低于25 mm,高压喷嘴直径不大于1.4 mm。     

特种车辆涡轮增压器内部流动特性分析

涡轮增压器是特种动力装备的重要动力部件,良好的密封是保证涡轮增压器正常工作的关键因素,而叶轮高速运转引发的压力不均则是泄漏的重要原因.基于流体力学分析方法建立有限元模型,研究了一种离心泵式密封结构的内部流场分析及流动特性,探讨了压气机端泄漏量、内部压力在不同转速和窄隙出口负压等工况下的变化规律,验证了该密封结构的油气密封性能.结果表明,受高速离心效应影响,该密封结构具备良好的防止压气机端漏油效果,高速运转时会产生漏气.研究结果为改进涡流增压器密封结构提供了参考依据.     

浅谈涡轮增压器故障现象及其改进措施

在目前的技术条件下,发动机的运行性能已处于最佳状态,废气涡轮增压器是唯一能使发动机在工作效率不变的情况下增加输出功率的机械装置,但废气涡轮增压器在使用过程中经常出现窜油故障和其工作特性在汽车发动机的大转速变化范围内难以在各种工况下均与发动机实现良好的匹配。经过安装回油电磁阀、冷却系统和增压控制系统来解决这一系列问题。     

汽油机用滑片式扫气泵的设计研究

本文介绍作者设计研制的用于汽油机的滑片式扫气泵,说明其工作原理、理论计算、设计方案、试验研究及改进措施,为设计研究汽油机增压器和二冲程汽油机扫气泵提供必要的技术资料。     

超速压气机的弹塑性仿真研究

根据我国现行增压器压气机叶轮的设计数据及使用要求,采用由参变量变分原理导出的有限元参数二次规划法对某增压器压气机进行了加载、卸载弹塑性变形过程的数值模拟,研究压气机叶轮在不同超速转速下压气机叶轮应力、位移的大小及相应分布规律。     

基于神经网络的车用汽油机稳态排放特性建模研究

车用汽油机稳态工况下废气排放与汽油机转速、负荷、空燃比和点火正时等影响因素之间是非线性关系 ,通过对汽油机试验排放数据的学习 ,建立起描述车用汽油机废气 HC,CO,NOx 排放与上述因素之间关系的 BP神经网络模型 ,该模型可用于排放预测和实时控制     

FL115离心式机油滤清器的特性研究与试验分析

建立了分流离心式滤清器转速特性和液力特性的数学模型.通过试验得到FL115离心式滤清器在不同喷嘴口径以及不同温度工况下的转速特性曲线和液力特性曲线,以及滤清效率.分析了转子转速、驱动流量和进油压力三者之间的关系,推出了设计喷嘴的最佳口径范围.通过理论数据与试验数据的比较,证明了该数学模型可以作为研发离心式滤清器的设计参考.     

微型汽车排气消声器的噪声实验分析

针对某微型汽车排气消声器,在分析排气噪声的基础上,采用理论与试验相结合的方法进行改进消声器,并将试验件进行配机试验.针对发动机不同转速,研究几种消声器方案下的某型汽油机排气噪声的频谱特性、插入损失、功率损失,从而确定了最优的消声器方案,达到储备消声器设计的目的.     

基于CFD的混排一体化装置性能预测及试验验证

针对混排一体化装置的工作原理及内部流场特性,采用CFD方法仿真了特定转速下的内部瞬态流场、压力等特性,计算了不同转速下的轴功率、吸入/排出压力关系等性能曲线.设计并制造了试验验证装置.结果表明:仿真结果与试验基本一致,该仿真模型和性能预测方法对混排一体化装置的优化设计有一定的指导作用,能够为将来系列化设计及工程应用提供一定的研究基础.     

车用汽油机排气热反应净化的实验研究

在汽车排气热反应净化机理与车用汽油机排气特性研究的基础上、本文通过对车用汽油机装上热反应净化器后,在发动机台架上进行发动机外特性与高,中,低转速下的发动机负荷特性试验,初步探讨热反应净化器的净化效果。     

水冷发动机缸盖温度数字测试装置设计

本文以汽油机为研究对象,设计和制作了一种基于CAN总线和J型热电偶的缸盖温度数字测试装置,用于水冷发动机的汽缸盖温度测定。本系统以单片机为核心,采用J型热电偶,并辅以温度信号放大电路AD594等来实现了对缸盖表层温度的测量。重点研究了气缸盖表面温度稳定的最短时间以及在不同负荷下使各测点温度产生变化所需的最小负荷变化量。分析了发动机转速一定时,气缸盖的表层温度随负荷变化的规律,以及在不同转速下,缸盖温度的变化特性。详细描述了系统的功能结构、工作原理和软件设计。实际运行结果表明,该系统在实时性、稳定性、和测量精度方面都达到了较高的水平,基本能满足水冷发动机的缸盖温度测量要求。     

轴颈转速对滑动轴承油膜特性的影响

基于Navier-Stokes方程组对某型车用汽油机曲轴主轴承油膜特性进行了三维数值模拟,获得了不同轴颈转速下,润滑油油膜压力和组分的分布规律,揭示了曲轴转速对滑动轴承油膜特性的影响。数值模拟结果表明,随着轴颈转速的增加,滑动轴承油膜承载区的作用范围以及油膜最大压力的位置几乎不变;在油膜承载区的相同周向位置处,油膜压力随轴颈转速的增加不仅呈线性增大,而且其在最大压力位置处随轴颈转速增加,增长速度最快。此外,随着轴颈转速的升高,油膜破碎区域内充满空气区域的面积逐渐减小,润滑油入口附近油膜破碎区的面积逐渐增加。     

基于试验的磁力耦合调速器传动特性分析与研究

以45kW双盘异步式永磁涡流传动调速器为研究对象,建立了永磁涡流传动调速器机械能与磁能之间的能量平衡方程,结合虚拟仪器技术,设计并搭建了磁力耦合调速器性能测试综合试验平台,着重对永磁涡流传动调速器的调速特性、机械特性和温度特性进行了试验测试与研究分析,结果表明,永磁涡流传动调速器在拖动电机转速一定条件下：恒负载情况时,负载输出转速与气隙距离之间近似呈二次函数关系,且在不同的负载条件下,永磁涡流传动调速器有不同气隙距离下的调速特性;气隙距离恒定时,负载大小与负载输出转速近似呈线性关系,机械特性偏“软”;永磁涡流传动的拖动电机输出转速、负载和气隙距离恒运行情况下,永磁盘、散热片及中部连接轴承温度最终处在很小的范围内波动,呈现稳定状态,试验与分析结果可对进一步研究磁力耦合调速器的工况使用及优化设计提供指导与参考依据。     

对置活塞二冲程发动机机械增压匹配分析

针对对置活塞二冲程发动机结构特点和性能匹配实验的需求,利用GT-POWER软件建立了该发动机和Rotrex机械增压器的匹配仿真模型,研究了在不同工况下排气背压对换气过程的影响. 计算结果表明:在相同工况下,排气背压对扫气效率影响较小,对给气比和捕获率的影响较大. 当捕获率超过98%时,扫气效率会有明显下降;高转速工况增压器的消耗功率较大,占发动机有效功率21%~25%. 该发动机能够与增压器进行较好的匹配.      

磁场定向控制异步电动机机械特性的计算与模拟

本文采用dc、qc坐标系建立三相异步电动机的数学模型,推导了异步电动机变频调速磁场定向控制的基本关系。并对在该控制下转矩一转速特性进行了具体分析计算和实验研究,得出了磁场定向控制异步电动机恒转矩一恒功率控制机械特性。为设计宽调速异步电动机提供了基础。     

基于试验的磁力耦合调速器传动特性分析

以45 k W双盘异步式永磁涡流传动调速器为研究对象,建立了永磁涡流传动调速器机械能与磁能之间的能量平衡方程。结合虚拟仪器技术,设计并搭建了磁力耦合调速器性能测试综合试验平台,着重对永磁涡流传动调速器的调速特性、机械特性和温度特性进行了试验测试与研究分析。结果表明,永磁涡流传动调速器在拖动电机转速一定条件下,恒负载情况时,负载输出转速与气隙距离之间近似呈二次函数关系;且在不同的负载条件下,永磁涡流传动调速器有不同气隙距离下的调速特性;气隙距离恒定时,负载大小与负载输出转速近似呈线性关系,机械特性偏"软";永磁涡流传动的拖动电机输出转速、负载和气隙距离恒运行情况下,永磁盘、散热片及中部连接轴承温度最终处在很小的范围内波动,呈现稳定状态。试验与分析结果可对进一步研究磁力耦合调速器的工况使用及优化设计提供指导与参考依据。