基于形状变量和全局响应面法的增压器涡轮多目标优化

应用HyperMesh软件中HyperMorph模块的网格变形功能创建了增压器涡轮8个形状变量。为减少计算量,运用试验设计(DoE)分析方法对形状变量进行筛选,去掉1个对体积、最大应力和最大变形影响都不显著的因子。针对筛剩的7个变量,利用HyperStudy中的全局响应面法(GRSM)对涡轮进行了多目标优化,得到了涡轮体积和最大形变量之间的帕雷托边界。帕雷托边界表明:当体积属于[5 400,5 700]mm3区间时,增加涡轮体积与减少最大形变量具有明显的相关性;当体积大于5 700mm3时,继续增加体积对减小最大形变量无明显作用。形状变量、涡轮体积与形变量的蛇形关系图表明:体积为较小值时,形变量均较大;最大形变量为较小值时,体积依然有可能取较小值。研究方法与结论为增压器涡轮的优化设计提供了指导,具有一定的工程应用价值。

装有可变几何形状涡轮增压器的高功率、宽扭矩范围、高效率的发动机

新研制了一种涡轮增压器,其涡轮箱内装有四对固定的和可移动的导向叶片。配有这种涡轮增压器的1.2升试验性汽油机装在一辆轿车上。这种可变几何形状的机构不需要放气系统。台架试验结果表明,该机在6000r/min时的增压压力为93.3KPa(700mmHg)。本文介绍了这种可变几何形状涡轮增压器的结构、工作情况、性能数据以及1.2升试验性发动机和该种轿车的性能。

可变几何涡轮增压器与发动机稳态匹配模型的研究

首先建立了在稳态工况下可变几何涡轮增压器(VGT)和发动机匹配的数学模型,讨论了建模中的几个关键问题。在此基础上,利用simulink建立了VGT与发动机匹配的模拟模型。通过大量的试验对模型进行了验证,结果表明模型的建立是正确的,应用该模型能较准确地预测各种工况下可调叶片的位置、涡轮流量等。最后,利用该模型模拟了过量空气系数一定时叶片转角随发动机转速、负荷等的变化,以及过量空气系数不同时对叶片转角和增压压力的要求的变化,得出了一些有关可调涡轮增压器匹配和设计的结论。

电控可变几何涡轮增压器

在重型卡车领域中,需要改善柴油机的燃油经济性和提高柴油机的输出功率。新的排放标准对柴油机提出更高的要求,对于涡轮增压器来说,除了提高效率外,还要更好地控制空燃比。可变几何涡轮增压器(VGT)可以对空燃比进行更好的控制。本文的主题是模糊控制连续地调整叶片的研究。

伊斯卡刀具实现涡轮增压器高效率加工

为紧跟此趋势并对最新发展做出及时的反应,来自伊斯卡的三个独立技术团队致力于开发新的切削刀具材料,刀片几何形状及涂层。最新研发的S845 SNHU 1305 ANR-MM MS32就比竞争对手的刀具寿命高出25%（见图1）。多年来伊斯卡专注于涡轮增压器部件的加工,并于2013年度给予了特别重视。涡轮机壳体、主轴、

商用车匹配VGT增压器的进气系统标定方法研究

随着柴油机排放法规的升级,对NOx的限值要求越来越严格,这就要求必须准确控制燃烧时的新鲜进气量。同时,考虑到整车驾驶性表现,要求发动机进气系统具备较快速的扭矩请求响应能力。本文以某轻卡柴油机匹配VGT涡轮增压器为例,对其进气系统的标定验证方法进行了研究,为商用车柴油机匹配VGT涡轮增压器的进气系统标定验证提供了试验方法和评价指标。

博格华纳推出面向汽油机的双向流道涡轮增压器

博格华纳为瞬态响应要求较高的轻型车辆汽油机开发了一款全新的双向流道涡轮增压器。这款新型涡轮增压器在车辆低速加速应用中显著加快了发动机响应时间。独特的双向流道涡壳几何形状设计可完全分离发动机废气脉冲,相比传统双流道涡轮增压器,该涡轮机的叶轮能够利用更多的废气能量以产生增压。这款全新的涡轮增压器进一步丰富了博格华纳的发动机增压产品线,为轻型汽油动力汽车提供全新的高性能解决方案,帮助汽车原始设备制造商实现其产品开发目标。

重型柴油机涡轮复合增压技术的研究与应用

研究了动力涡轮与曲轴之间的传动比对柴油机动力性和经济性的影响,以便将带可变截面增压器(VGT)的涡轮复合系统应用于重型柴油机上。构建了一维模型,以便模拟涡轮复合增压发动机,并优化动力涡轮和涡轮增压器与发动机的匹配。在某一台常规11 L的重型柴油机的基础上,研制了涡轮复合柴油机试验样机,并进行试验,以研究增压器开度对柴油机性能的影响,并寻求最优控制策略。结果表明:该涡轮复合增压发动机的全工况外特性优于原机,比油耗(BSFC)平均改善3%,最大改善8%。这表明:涡轮复合增压是一项能够满足未来柴油机节能减排要求的关键技术。

涡轮增压技术提高发动机功率输出

本文介绍了Holset公司研究的设计制造可变几何形状涡轮增压器的新技术。

VGT对柴油机经济性和动力性影响的试验研究

将VGT6 0应用于YN4 10 0QBZ柴油机上 ,建立了试验台架 ,确定了试验方法。利用VGT实时监控系统进行了系统全面的试验 ,考察了VGT对增压压力和过量空气系数的调节特点。对各种负荷和转速工况下的大量试验数据进行了整理分析 ,并与原机的经济性和动力性进行了对比 ,得出了VGT对柴油机经济性和动力性的影响特点和规律 。

VGT蜗壳流道截面上速度分布的试验研究

设计了一种双舌型挡板 VGT蜗壳内流场测试装置 ,用 IFA30 0热膜风速仪 X型探针测量了其速度场。结果表明 :(1)当 A、B挡板开度αA=0 0 、αB=0 0 时 ,流道中间处通流速度 VX 分布接近自由涡流规律 ,壁面处 VX小于自由涡流估算值 ;当 αA≠ 0 0、αB=0 0时 ,VX 大于自由涡流估算值 ;(2 )不同 αB时 ,横流速度 VZ分布类似 ,VZ是 VX 的 16 %～ 2 5 % ;(3) αA变化时 ,随 Z的增加 ,在流道内侧和外侧径流速度 VY分布不同 ,VY是 VX的 2 5 %～ 30 %

计及前缘形状变化的离心式压气机流场分析

通过两种转速(120 000r/min和140 000r/min)下压气机性能试验与仿真结果对比分析得知其总体误差范围在5%左右,验证了ANSYS CFX软件在压气机性能模拟计算的可靠性;采用数值计算方法分别对具有圆形和椭圆形前缘的压气机叶轮与涡壳的组合性能进行计算,得到了相关转速下压气机特性曲线,分析了四种不同长短径之比(a/b=1、3、5、8)前缘的叶轮流道内的气体流动特性。研究结果表明:压气机特性随着前缘长短径比值的增大呈先增后减的趋势,最高压比LE5比LE1提高了5%,最大效率LE3比LE1提高了6.7%,且流量范围也有所增加;在一定范围内增大前缘长短径比可以抑制前缘分离流动,改善叶轮出口处流场。

不同海拔下VGT对含氧燃料柴油机性能的影响

利用大气压力模拟装置,试验研究了可变几何截面涡轮增压器(VGT)对高压共轨柴油机分别燃用纯柴油和生物柴油-乙醇-柴油(BED)含氧燃料的经济性、排放特性及燃烧特性的影响。结果表明:随着海拔的升高,柴油机经济性恶化,氮氧化物(NO_x)排放降低,而一氧化碳(CO)和碳氢化合物(HC)排放及烟度升高。燃用纯柴油与含氧燃料,随着VGT喷嘴环开度的增大,柴油机的经济性均有不同程度的恶化,而CO、HC排放及排气烟度也都有不同程度的升高。在高海拔地区,燃用纯柴油的经济性优于含氧燃料,但使用含氧燃料有助于改善柴油机的CO、HC排放及烟度。在中等负荷工况下,NO_x排放随着VGT喷嘴环开度的增大呈现先减小后增大的趋势;在高负荷工况下,放热率峰值和最高气缸压力均随着VGT喷嘴环开度的增大而降低,从而降低了NO_x排放。

预测舌形挡板变截面涡轮性能的数学模型及应用

本文运用蜗壳流动一维模型和稳定流动涡轮特性 ,建立了计算叶轮特性的数学模型 ,推导了预测单舌型档板变截面涡轮性能的数学模型 .计算实例表明 。

轿车和商用车发动机的两级调节增压

目前采用单级涡轮增压器要再提高功率已不太可能。采用两级调节增压不仅可提高标定功率而且能提高起动扭矩。

福特与雪铁龙联合制造的2.2L DuratorqTDCi高性能柴油发动机

2_2L Duratorq TDCi柴油机采用第三代高压共轨燃油喷射系统、可变几何形状涡轮增压器、柴油微粒捕集器等新技术,使该发动机具有良好动力性、燃油经济性和达到欧IV排放标准的良好排放性能。

康明斯2007涡轮增压柴油机整机高效计算模型

本文介绍一种精确、灵活而且高效的柴油机整机计算模型，其包括一个适用于排量为6．7L、带冷却的废气再循环（EGR）、空气冷却和多级喷油装置的6缸涡轮增压柴油机的多区准维燃烧子模型。该模型的发动机性能和NOx排放量预测能力已在22种发动机运行工况下得到验证。模型的输入值仅是实际的发动机控制模块“控制作用”，包括喷油率、喷射定时、EGR阀位置以及可变几何形状涡轮增压器（VGT）齿条位置。对于空气／EGR路径控制，模型的运行采用“开式”和“闭式”两种回路控制方法。在上述两种情况下的运行结果均与试验数据非常吻合。模型输出包括缸内压力和放热、扭矩、燃烧定时、燃油消耗率、EGR流量、空气流量、排气压力、进气压力和N0x排放量。该模型可预测发动机性能和排放，其平均绝对误差对于开式回路空气／EGR控制方式为真实值的5％~18％；对于闭式回路空气／EGR控制方式，其平均绝对误差为其真实值的5％~11％。另外，模型的一个重要特性是可对增压、中冷空气／EGR气体在缸内燃烧和排放产生过程进行综合性精确预测。

Cummins 2007涡轮增压柴油机整机高效计算模型

本文介绍一种精确、灵活而且高效的柴油机整机计算模型,其包括一个适用于排量为6.7L、带冷却的废气再循环(EGR)、空气冷却和多级喷油装置的6缸涡轮增压柴油机的多区准维燃烧子模型。该模型的发动机性能和NOx排放量预测能力已在22种发动机运行工况下得到验证。模型的输入值仅是实际的发动机控制模块"控制作用",包括喷油率、喷射定时、EGR阀位置以及可变几何形状涡轮增压器(VGT)齿条位置。对于空气/EGR路径控制,模型的运行采用"开式"和"闭式"两种回路控制方法。在上述两种情况下的运行结果均与试验数据非常吻合。模型输出包括缸内压力和放热、扭矩、燃烧定时、燃油消耗率、EGR流量、空气流量、排气压力、进气压力和NOx排放量。该模型可预测发动机性能和排放,其平均绝对误差对于开式回路空气/EGR控制方式为真实值的5%～18%;对于闭式回路空气/EGR控制方式,其平均绝对误差为其真实值的5%～11%。另外,模型的一个重要特性是可对增压、中冷空气/EGR气体在缸内燃烧和排放产生过程进行综合性精确预测。

现代-起亚SUV车新型3L V6柴油机

随着各种发动机零部件技术的不断发展,例如多孔喷嘴喷油系统、可变涡轮几何形状废气涡轮增压器及其效率的提高,发动机系列已明显拓宽,从排量0.8L的3缸机直到排量6L的12缸机,并且目前的升功率已能达到75kW/L。