EGR技术对柴油机性能的影响

应用废气再循环(EGR)技术通过改善柴油机燃烧进程以降低NO_x排放。基于AVL-FIRE软件搭建TBD620柴油机仿真模型对其缸内燃烧进程进行仿真,并分析EGR技术对其主要性能指标带来的影响,据此判断不同运行情况下的最佳EGR率,在兼顾碳烟排放不致过高的前提下实现NO_x最终释放量最低。结果表明,柴油机工作负荷越大,缸内NO_x最终释放量越大。因此在高负荷工况下,应采用较高的EGR率来满足降低NO_x排放量的要求;在中负荷工况下,NO_x排放量已经大幅降低,综合考虑其动力性、经济性因素,选取适中的EGR率;在较低负荷工况下,NO_x产生量已经较低,EGR率对减小NO_x释放量的作用十分有限,故采用低EGR率。

进气条件对EGR柴油机工作性能的影响

废气再循环(exhaust gas recirculation,EGR)技术已经被广泛地利用在降低NO_x排放方面。基于AVL-FIRE软件建立并校准TBD620柴油机仿真模型并对其缸内燃烧过程进行仿真分析,并研究EGR技术对柴油机的NO_x与碳烟排放性能指标的影响情况。可以看出,单独使用EGR技术在降低NO_x排放方面效果很好,与其他负荷相比,100%负荷时的降低幅度最为明显,最高可达到93.3%,但同时碳烟排放量亦有45%的增幅。在应用EGR技术的基础上,在原机EGR率为0.4、100%负荷工况下改变进气条件(进气温度与进气压力),分别研究二者对EGR柴油机的缸内燃烧过程(滞燃期、燃烧放热率)以及NO_x与碳烟排放的影响情况。结果表明,适当降低进气温度同时提高增压压力可以使NO_x与碳烟排放量同时降低,并且可以避免油耗以及功率的负面影响。

可变截面涡轮增压瞬态性能仿真研究

为研究可变截面涡轮喷嘴开度对发动机的性能影响,建立GT-power和MATLB/Simulink联合仿真模型。采用GT-power软件建立的TBD234V12可变截面涡轮增压柴油机仿真模型研究发动机稳态性能,联合MATLB/Simulink软件建立的可变截面涡轮增压柴油机控制模型,对发动机瞬态性能进行仿真计算。结果表明:在发动机瞬态工况下,可变截面涡轮增压系统可以明显改善常规增压柴油机的动力性、经济性和动态响应特性,并且有效降低增压柴油机的时滞性,涡轮迟滞时间的降幅约为30%。

灰色系统理论在柴油机喷油提前角优化中的应用

为获得某型高压共轨柴油机的最佳喷油提前角,对其按推进特性,在1 134 r/min、25%负荷;1 429 r/min、50%负荷;1 629 r/min、75%负荷;1 800 r/min、100%负荷4种工况进行了实验与仿真,分析了不同喷油提前角对柴油机的动力性、经济性、排放性的影响,运用灰色评价理论,通过灰色关联度分析与权重分配,得出每个工况不同喷油提前角对柴油机性能综合影响因子的排序,4种工况的最佳喷油提前角分别是13、14、23、25°CA。

两种米勒循环方案对发动机性能影响对比

应用通过提早或迟后关闭进气门的米勒循环降低缸内最高燃烧温度以达到降低缸内NOx排放目的。基于GTpower软件建立并校准TBD620单缸机的仿真模型,对变气阀重叠角(VVO)和变凸轮型线(VCT)两种米勒循环方案进行仿真分析,对比了二者对TBD620单缸机经济性能及NO_x排放的影响。结果表明,两种方案,米勒度越大,低负荷工况油耗越少,高负荷工况油耗先减少后增大;NOx排放明显减少,高负荷时降幅为90%以上。与VCT方案相比,VVO方案的经济性能和排放性能较优。

可变截面涡轮性能试验研究及流量特性预测

为了对某型可变截面涡轮的实际性能进行研究,给后续的可变截面涡轮自动化控制奠定基础,通过对某型号可变截面涡轮进行性能试验,得到该型号涡轮流量特性和效率特性的试验数据。在此基础上,提出了一种预测变截面涡轮流量的计算方法,并给出了该方法的求解过程。将此方法与试验数据相结合确立了某种型号可变截面涡轮的流量随工况变化的关系,并由这种关系预测了几个不同工况下可变截面涡轮的流量特性。试验证明,这种方法是方便可行的,并且具有较高的精确性。