本文關(guān)鍵詞：電動增壓降低渦輪增壓柴油機加速煙度試驗研究

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【摘要】：在環(huán)境污染和能源危機的雙重壓力下,柴油機的節(jié)能減排技術(shù)被廣泛探討。采用廢氣渦輪增壓技術(shù)來提高進氣空氣密度,不僅可以提高柴油機的升功率,降低油耗,更使得穩(wěn)態(tài)排氣煙度大幅度下降。但是廢氣渦輪增壓器由于自身有一定的轉(zhuǎn)動慣量,加之是利用排氣驅(qū)動,相對于自然吸氣柴油機來說,存在響應較慢的問題。電動增壓器在提高渦輪增壓器響應性,降低煙度排放,改善柴油機加速煙度等方面具有重大潛力。本文以某小型四缸渦輪增壓柴油機為對象,對電動增壓在加速加載工況的煙度降低效果進行了試驗研究。首先完成了電動增壓器相關(guān)零部件的對比選型和與柴油機匹配,同時對主要試驗裝置進行對比選型和臺架搭建,隨后進行外特性試驗及標定,確保標定后的外特性數(shù)據(jù)和廠家提供的外特性吻合。得到外特性數(shù)據(jù)后,對各參數(shù)的變化趨勢及各工況的缸內(nèi)壓力變化進行了分析。還進行了2000r/min的負荷特性試驗。此后在Simulink環(huán)境下,對發(fā)動機在不同控制模式下的加速加載過程進行仿真,選出最佳控制模式。最后在臺架上完成加速加載試驗。試驗表明, (1)在外特性各工況下,最高爆發(fā)壓力出現(xiàn)在3000r/min,最高爆發(fā)壓力的位置出現(xiàn)在上止點后10～15(°CA)。進一步分析其壓力升高率,發(fā)現(xiàn)壓力升高率在一個循環(huán)內(nèi),主要有兩個波峰和波谷。通過分析換氣過程發(fā)現(xiàn),除了1000r/min,其他各轉(zhuǎn)速缸內(nèi)排氣壓力均大于進氣壓力。(2)在Simulink環(huán)境下,通過分析測功器恒扭矩／油門恒轉(zhuǎn)速M/n、測功器恒轉(zhuǎn)速／油門恒扭矩n/M、測功機恒扭矩／油門恒位置M/P這三種控制模式在加速加載的運行狀況,最終在加速加載試驗中采用了更加符合整車實際情況的n/M模式。(3)由1400r/min,50N·m變工況到2500r/min,100N·m,加速時間為12s,通過采用電動增壓器并改變相關(guān)控制策略,使原柴油機的最大峰值煙度由0.602m-1降至0.420m-1,降幅30.2%。在無初始補氣量的情況下,變頻器的最終頻率越高越好,且采用直線型響應線比采用S型響應曲線的煙度低；在有一定初始補氣量的情況下,電動增壓器理想補氣方案為先緩后急。電動增壓在加速時間較短時對加速煙度有明顯改善,且在柴油機為小負荷情況下對峰值煙度的降幅率大于大負荷。
【關(guān)鍵詞】：柴油機 電動增壓器 二級增壓 加速加載 煙度
【學位授予單位】：西南交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TK427
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-23
• 1.1 研究的背景和意義11-13
• 1.2 電能驅(qū)動增壓系統(tǒng)13-17
• 1.2.1 電動輔助增壓器13-15
• 1.2.2 電動增壓器15-17
• 1.3 電動增壓器的研究現(xiàn)狀17-22
• 1.3.1 國外研究現(xiàn)狀17-20
• 1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀20-22
• 1.4 論文研究的內(nèi)容22-23
• 第2章 電動增壓器的選型及試驗裝置23-30
• 2.1 電動增壓器的選型23-25
• 2.1.1 壓氣機的選型23
• 2.1.2 壓氣機驅(qū)動電機的選型23-24
• 2.1.3 變頻器24-25
• 2.2 與柴油機的匹配25
• 2.3 主要試驗裝置選型25-28
• 2.3.1 測功機的選型25-26
• 2.3.2 空氣流量計的選型26-27
• 2.3.3 油耗儀的選型27-28
• 2.3.4 煙度計的選型28
• 2.4 測控系統(tǒng)的搭建28-29
• 2.5 本章小結(jié)29-30
• 第3章 原柴油機的性能標定30-40
• 3.1 原機外特性標定30-32
• 3.2 原機外特性燃燒試驗分析32-37
• 3.3 原機負荷特性分析37-39
• 3.4 本章小結(jié)39-40
• 第4章 測功機控制模式的仿真與選擇40-48
• 4.1 M/n控制模式40-42
• 4.1.1 柴油機及測功機模型40-41
• 4.1.2 M/n控制模型41-42
• 4.2 n/M控制模式42-43
• 4.3 M/P控制模式43-44
• 4.4 仿真結(jié)果及分析44-46
• 4.5 控制模式的選擇46-47
• 4.6 本章小結(jié)47-48
• 第5章 電動輔助增壓對加速煙度影響48-59
• 5.1 柴油機加速時碳煙的機理與影響因素48-50
• 5.1.1 柴油機加速時碳煙的生成機理48-49
• 5.1.2 影響柴油機加速煙度大小的主要因素49-50
• 5.2 試驗方案50
• 5.3 試驗數(shù)據(jù)與分析50-58
• 5.3.1 電動增壓器工作頻率對煙度的影響50-51
• 5.3.2 電動增壓器響應曲線對煙度的影響51-53
• 5.3.3 初始赫茲數(shù)對煙度的影響53-54
• 5.3.4 進氣旁通閥開閉對煙度的影響54-55
• 5.3.5 加速加載時間對煙度的影響55-56
• 5.3.6 柴油機不同工況下電動增壓對煙度的影響56-58
• 5.4 本章小結(jié)58-59
• 結(jié)論與展望59-61
• 1. 結(jié)論59-60
• 2. 不足與展望60-61
• 致謝61-62
• 參考文獻62-68
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及科研成果68

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 范明強;;電動壓氣機的發(fā)展新動向[J];國外內(nèi)燃機;2016年02期

2 H.Breitbach;D.Metz;S.Weiske;G.Spinner;范明強;;博格瓦納公司電動壓氣機的設(shè)計和應用[J];國外內(nèi)燃機;2016年02期

3 張軍昌;師帥兵;郭康權(quán);黨革榮;景煜江;張揚;;小型柴油機電動臨時增壓系統(tǒng)性能試驗[J];農(nóng)業(yè)機械學報;2012年11期

4 姚春德;韓偉強;徐廣蘭;李方成;侯亞幫;武炎;;電動增壓器對廢氣渦輪增壓器影響的試驗研究[J];機械工程學報;2012年08期

5 姚春德;韓偉強;武炎;侯亞幫;徐成耀;路平;;單向閥對雙增壓氣路中氣體流向影響的分析與研究[J];機械工程學報;2012年06期

6 王耀成;師帥兵;景煜江;;小型柴油機電動增壓裝置造型設(shè)計[J];農(nóng)機化研究;2012年01期

7 景煜江;師帥兵;王耀成;張楊;;小型柴油機增壓試驗研究[J];農(nóng)機化研究;2011年08期

8 姚春德;楊建軍;徐元利;劉小平;黃鈺;張志輝;;電動增壓補氣消除柴油機瞬態(tài)加速冒煙的試驗[J];環(huán)境科學學報;2008年11期

9 楊建軍;徐元利;劉小平;黃鈺;張志輝;項春艷;姚春德;;消除柴油機冒黑煙的電動增壓器的設(shè)計[J];天津大學學報;2008年10期

10 姚春德;劉小平;周紅秀;黃鈺;李帥;;電動增壓器減少柴油機加速煙度的試驗[J];機械工程學報;2008年04期

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本文編號：531069