国六柴油机的EGR率均匀性研究

针对某国六重型柴油机,建立了进气系统部分模型,仿真计算柴油机废气再循环(EGR)率均匀性。根据前期仿真计算的评估结果发现,采用废气与新鲜空气(进气)提前混合对EGR混合均匀性有益。结合台架试验,从万有特性中选出低负荷、高EGR率和高负荷、低EGR率2个典型工况,进行各缸EGR率测试。试验结果表明,提前将废气和进气混合后各缸EGR率均匀性有明显改善,和仿真结果基本一致。

国六柴油机进气流量传感器的研究与设计

进气流量传感器作为国六柴油机排放控制的关键电控零部件,对柴油机电控系统有着重要的意义。进气流量传感器的测量精度将直接影响国六柴油机的动力性、排放等指标。对标国内外典型进气系统的主流技术路线,通过研究进气压差文丘里的原理,设计了一款新型的进气流量传感器。首先对进气流量传感器的原理进行了分析,系统硬件采用一体式集成设计方案,系统软件方面进行了专用滤波算法的开发。针对传统流量传感器只能输出模拟信号或者数字信号而不通用的缺点,所设计的流量传感器采用了控制器局域网(CAN)通讯的J1939标准协议的输出方式,保证了流量传感器的通用性。在流量试验台完成传感器流量标定后,在发动机台架上进行了稳态、瞬态工况标定及复测验证,结果表明样件的精度符合要求,并具有较高的稳定性。

12缸柴油机低温条件下的起动方法研究

在-35℃的低温试验环境下,冷冻柴油机、电瓶、柴油等相关试件并保温,研究了起动液、酒精喷灯、"起动液+曲轴箱空气加热器"、"进气预热器+电热塞"等起动方法的可行性。结果表明:喷起动液和"起动液+曲轴箱空气加热器"的辅助起动方法可使左进气温度、右进气温度、气缸盖温度有一定的升高,但不能辅助柴油机起动成功;酒精喷灯加热油底壳增加了润滑油的流动性,减小柴油机起动的摩擦阻力,从而促进了柴油机成功起动;"进气预热器+电热塞"同时加热进气的方式确保升高并维持进气温度,促使柴油机成功起动。进一步分析可知,进气加热和润滑油加热的方法更利于柴油机的低温起动。

基于数值模拟的某柴油机燃烧室优化研究

用AVL FIRE软件建立了柴油机喷雾燃烧过程研究的计算模型,根据模型分析了燃烧室关键特征对经济性和排放的影响,并设计了燃烧室优化方案。研究发现,在A100工况,优化方案改善了油气混合状况,提高了空气利用率,并加速了燃烧后期速度,使得经济性得到提高,同时NO_x排放也有所增加;而在部分负荷A25工况,优化方案降低了燃烧室碗底的流动速度,减少了壁面传热损失,经济性得到提高,同时NO_x排放也有所降低。发动机台架试验结果表明,相对于原始方案,优化方案的外特性油耗平均降低了约2.0g/(kW·h);ESC循环加权油耗降低了2.2g/(kW·h),且加权NO_x比排放相当。

增压中冷柴油机摇臂轴承上油结构优化分析

针对4102ZLQ柴油机润滑系统存在的摇臂轴承供油不足及磨损严重的问题,提出一种新的摇臂轴承供油方式,并结合理论分析、仿真模拟及试验验证,对柴油机润滑系统进行研究分析。研究结果表明,机油压力仿真结果与试验值趋势一致,最大误差在8%以内,证明了仿真模型的准确性;改进后摇臂轴承处稳态压力相比于原机增幅明显,最大达到了74%;摇臂轴承处机油流量与原机相比平均增幅9%;摇臂轴承处油压波动幅度减小,平均油压约为70kPa,比原机提高近一倍;进排气摇臂轴磨损量分别比原机下降约93%和84%。

利用CA6DL发动机台架评价柴油机油烟炱分散性能的研究

利用国产重负荷柴油机台架(CA6DL)考察了柴油硫含量对柴油机的烟炱生成量及烟炱分散性能的影响,并对比了CA6DL台架的烟炱生成量及黏度增长与美国API规格标准台架MACK T-8E之间的关联性。试验结果表明:柴油硫含量对CA6DL台架的烟炱生成量影响不大,对柴油机油的烟炱分散性能有一定影响;通过适当改变CA6DL发动机工况,可生成大量烟炱并有助于柴油机油分散性能的研究。

中重型柴油机扩缸前后缸套变形的数值分析

降低缸套壁厚可以在保持发动机紧凑性的同时提高排量,而缸套变形是限制许用厚度的主要瓶颈,针对这一问题,选择缸套壁厚和材料作为变量,缸套变形圆柱度和傅里叶展开系数作为评判指标,研究了薄壁湿式气缸套的可行性。通过对某型柴油机进行有限元分析,发现缸套壁厚从8.25 mm降低到6.25 mm后缸套变形明显变大,而改用钢质材料后缸套变形与原机相当,证明了通过降低缸套壁厚同时采用弹性模量更高的材料是一种可行的扩缸方法。

中重型电控共轨柴油机机油中碳黑问题的研究

为满足国-Ⅲ排放而推迟喷油,使中重型电控共轨柴油机机油中碳黑迅速增加,出现机油过早劣化的问题。阐述了国-Ⅲ排放共轨柴油机机油中碳黑的形成机理,对柴油机燃烧系统匹配的理论进行研究,探讨控制和降低柴油机机油中碳黑的措施。研究结果表明:通过优化柴油机喷油结束时间与燃烧室唇口部位设计等能有效地解决这一问题。在国-Ⅲ电控共轨柴油机上进行相关台架试验,对机油中的碳黑进行了监测。结果表明:发动机运行30 h后,机油中碳黑含量为0.43%,远小于AVL的推荐值。

某增压中冷柴油机满足非道路国三排放的试验研究

非道路国三排放法规即将在全国范围内实施,非道路机械用柴油机即将面临国三排放升级,因此寻找一种经济可行的满足国三排放法规的技术措施已势在必行。在某增压中冷柴油机上,采用电控单体泵(FEUP)系统,根据对试验样机的摸底试验情况,制定了内部EGR率的选择方案及喷油器和喷油正时的优化方案,并进行了试验研究与分析,结果表明,FEUP+增压中冷+内部EGR技术是一种经济可行的满足国三排放法规的技术策略。

两级增压柴油机性能模拟计算研究

通过热力学模拟计算,对两级增压技术在提高柴油机功率密度以及改善排放的潜力方面进行了研究,结果表明,采用两级增压技术能够明显提高发动机的升功率、升扭矩及低速扭矩,但发动机燃烧最高爆发压力会明显上升,当发动机功率密度较大,废气再循环(EGR)率较高时,过量空气系数仍可达到相对较高的水平,采用两级增压技术对于柴油机排放实现国Ⅳ甚至国Ⅴ标准是一种较好的技术路线。

车用柴油机瞬态运行工况的性能标定优化方法研究

采集柴油机瞬态运行工况,使用频率统计方法分析瞬态运行工况分布并得到瞬态运行的权重工况,在此基础上进行权重工况的台架性能、排放优化试验得到性能考核指标的变化参数。根据权重工况的性能、排放优化规律进行瞬态运行工况性能优化试验,在考虑关键性能指标的trade-off规律情况下,最终完成瞬态运行工况性能优化试验,得到瞬态运行工况优化标定数据。

提升柴油机缸体缸盖零件清洁度途径的探索

为了提升产品的竞争能力,提出了柴油机延长首次保养里程的相关要求,以实现整机10×105km长换油周期的目标。结合目标要求,提出了清洁度标准修订原则,根据修订后的清洁度标准要求,结合各缸体缸盖生产线的现状,从人、机、料、法、环、测6个方面对缸体缸盖零件清洁度的影响因素进行分析,并提出了改进方向及整改措施,以提升缸体缸盖零件清洁度和适应长换油周期要求。

某装载机用柴油机加速性试验研究

在一款装载机用增压中冷柴油机上进行试验,研究增压器优化匹配、低速扭矩的设定、怠速转速设定对柴油机响应性的影响,试验结果表明:在保证柴油机合适的加速烟度条件下,采用小涡轮的增压器、增加柴油机的低速扭矩、适当提高柴油机的怠速设定值对改善柴油机的加速性有一定的帮助。

进气门关闭时刻对高增压柴油机性能影响的研究

运用模拟计算和试验开发相结合的手段,针对某款高增压柴油机开发过程中出现的难题,提出了通过采用改变进气门关闭时刻来解决该问题的技术方案,将该方案运用于此柴油机,试验结果表明,在排放达到国五标准,爆压满足限制要求的同时,加权油耗降低6 g/k W·h左右,发动机性能得到了明显改善。

车用大功率柴油燃烧器的研制

针对商用车越来越严苛的NO_(x)排放法规,解决低温冷起动阶段NO_(x)的排放问题尤为重要。设计了一种车用大功率柴油燃烧器系统,用于低温冷起动过程中快速提升排气温度,使选择性催化还原器(SCR)入口温度迅速达到尿素起喷温度。详细阐述了系统方案及核心零部件的开发。利用STAR-CCM+仿真软件,对优化结构进行点火及燃烧仿真,详细分析了燃烧状态的温度分布、柴油挂壁、碳烟分布、燃烧效率、燃烧背压等。最后经过台架试验验证,冷态世界统一瞬态循环(WHTC)工况NO_(x)转换效率达97.9%,升温能力与升温速率远超常规热管理技术,同时油耗还有一定优势。

基于ISG混合动力柴油机控制模型的标定技术研究

针对自主开发的一款ISG混合动力柴油机——CA4DL1-26E5H,根据其实际控制策略建立了用于标定的混合动力汽车(HEV)扭矩分配模型,基于该模型研究了针对欧洲动态循环(ETC)的HEV扭矩分配优化;论述了基于控制模型的标定流程,介绍了基于遗传算法的最优发动机扭矩分配系数脉谱表(MAP)结果;最后在实际混合动力试验台架上验证了基于控制模型的标定优化结果的准确性。

国Ⅳ柴油机的自主开发

从技术路线分析，柴油机要达到国IV、国V排放法规要求，在国际上一般也采取SCR或者EGR技术路线。在欧洲，由于欧洲实现对EEV（环境友好型）车辆降低税收，而采取SCR技术路线比较容易地达到了欧洲EEV车辆的排放标准，因此欧洲的发动机厂商普遍采用SCR技术路线。

某柴油机连杆瓦咬死失效分析

采用宏观、微观、化学成分分析等多种检验方法对某柴油机连杆瓦台架磨合试验短时间后即发生咬死失效的原因进行了分析。结果表明:该连杆瓦咬死是由于柴油机油道清洁度不达标所致;结合其受力情况,认为连杆瓦初期磨损主要是因为机油中存在着较多的杂质颗粒造成连杆瓦表面拉伤,而下瓦由于工况更为恶劣因此剥落更为严重,其产生的剥落颗粒进一步加剧了上瓦磨损,最终导致连杆瓦发生咬死失效。

国Ⅳ柴油机EGR的控制与匹配研究

废气再循环(EGR)技术,作为一种成熟的排放控制策略,在国Ⅳ排放柴油机上已有广泛的应用,以某电控共轨柴油机为例介绍了EGR阀的结构和工作原理,以及在应用该技术的过程中如何实现EGR率的控制和EGR脉谱图的标定,通过试验对EGR系统进行了验证,表明该电控共轨柴油机能够达到国Ⅳ排放要求。

两级增压柴油机级间冷却系统的研究

柴油机两级增压技术已经越来越多地运用到商用车柴油发动机上,用于提高柴油机的功率密度,降低排放污染物,提高燃油经济性。本文主要论述了一种两级增压型柴油机级间冷却系统的方案研究及台架开发,对冷却系统的方案、中间冷却器方案设计等进行了研究及相关试验验证,为今后该机型冷却系统的开发明确方向。