本文關(guān)鍵詞：二級增壓耦合噴射策略對柴油機(jī)性能影響

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【摘要】：高效燃燒與降低排放成為影響內(nèi)燃機(jī)設(shè)計(jì)及發(fā)展的主要問題。二級渦輪增壓通過增加進(jìn)氣量,有助于發(fā)動機(jī)獲得更大的升功率,理論上能夠解決瞬態(tài)過程的燃燒劣變、煙度排放過高的問題。為此,本文在柴油機(jī)上搭載二級增壓系統(tǒng),通過調(diào)節(jié)進(jìn)氣參數(shù)與供油參數(shù)對燃燒邊界條件進(jìn)行控制,對瞬、穩(wěn)態(tài)條件下二級增壓柴油機(jī)性能進(jìn)行了研究。第一部分,優(yōu)化二級增壓系統(tǒng)壓氣機(jī)效率。具體研究結(jié)果如下:(1)針對二級增壓系統(tǒng)進(jìn)氣壓力不足以及高壓級壓氣機(jī)效率低的情況,本研究采取了將自帶內(nèi)置高壓級渦輪放氣閥關(guān)閉的方式。結(jié)果表明:外特性工況下,兩級壓氣機(jī)效率均超過60%;二級增壓系統(tǒng)進(jìn)氣最大壓力升至334kPa,較內(nèi)置放氣閥未關(guān)閉時(shí)提高50kPa。(2)在二級增壓柴油機(jī)上增設(shè)高壓級渦輪旁通閥,通過合理控制渦輪旁通閥的開度,有效調(diào)節(jié)了不同工況下進(jìn)氣壓力、壓比分配以及高、低壓級壓氣機(jī)效率。第二部分,通過對二級增壓柴油機(jī)的噴油參數(shù)和進(jìn)氣參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié),研究了供油參數(shù)和供氣參數(shù)對柴油機(jī)穩(wěn)態(tài)性能的影響。具體研究結(jié)果如下:(1)增加噴油壓力與提前主噴正時(shí)可改善燃油經(jīng)濟(jì)性和降低煙度,但同時(shí)導(dǎo)致NOx排放增加,壓力升高率增高�；诮�(jīng)濟(jì)性、排放性能與壓升率折衷考慮,二級增壓在原軌壓MAP的-10MPa~+10MPa區(qū)間內(nèi)選擇自身軌壓參數(shù),在低轉(zhuǎn)速工況的主噴正時(shí)與原機(jī)相同,中高轉(zhuǎn)速的主噴正時(shí)較原機(jī)適當(dāng)提前。(2)中、低轉(zhuǎn)速中高負(fù)荷關(guān)閉旁通閥有利于提高二級增壓柴油機(jī)的經(jīng)濟(jì)性,在其余工況,適當(dāng)增大旁通閥開度有利于二級增壓經(jīng)濟(jì)性提高,尤其在高轉(zhuǎn)速的低負(fù)荷工況,完全打開旁通閥使二級增壓柴油機(jī)獲得較好的經(jīng)濟(jì)性。第三部分,本研究在恒轉(zhuǎn)速增轉(zhuǎn)矩(B轉(zhuǎn)速、10%-100%負(fù)荷、5s加載時(shí)間)的瞬變工況下,通過對不同旁通閥開度下的軌壓參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié),來研究不同旁通閥開度下的軌壓控制策略對柴油機(jī)瞬態(tài)性能的影響。研究結(jié)果表明:(1)在旁通閥關(guān)閉時(shí),“全程軌壓”策略均可以有效抑制瞬態(tài)過程煙度峰值,而在旁通閥小開度開啟時(shí),大幅度提高軌壓(較原機(jī)提高20MPa)條件下,煙度峰值并不能得到有效抑制。(2)以控制瞬變過程中煙度排放為主要目標(biāo),在旁通閥開度為0、10%和20%時(shí)采取“分段軌壓”策略,其煙度峰值較原機(jī)均得到有效改善,在進(jìn)氣量較低情況下,改善效果更加明顯。(3)以控制瞬變過程中煙度排放為主要目標(biāo),綜合考慮“全程軌壓”與“分段軌壓”策略,確定旁通閥開度為0、10%和20%時(shí)的優(yōu)選方案分別為“全程軌壓+20MPa”、“30%負(fù)荷后軌壓+10MPa”和“40%負(fù)荷后軌壓+10MPa”,對應(yīng)的煙度峰值相比原機(jī)分別降低了2.1%、3.6%和8.8%,降幅為52.5%、55.3%和51.7%。
【關(guān)鍵詞】：柴油機(jī) 二級增壓 渦輪旁通閥 瞬態(tài)工況 噴射參數(shù) 排放
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TK421
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-22
• 1.1 能源危機(jī)與環(huán)境污染10-12
• 1.1.1 能源危機(jī)10-11
• 1.1.2 環(huán)境污染11-12
• 1.2 排放法規(guī)與技術(shù)方案12-19
• 1.3 瞬變工況的研究現(xiàn)狀與存在問題19-21
• 1.4 本課題主要研究內(nèi)容21-22
• 第2章 試驗(yàn)測控系統(tǒng)的構(gòu)建22-26
• 2.1 試驗(yàn)對象22-23
• 2.2 瞬變工況測控平臺搭建23-26
• 第3章 二級增壓系統(tǒng)壓氣機(jī)效率的優(yōu)化策略研究26-38
• 3.1 二級增壓系統(tǒng)與柴油機(jī)的匹配計(jì)算26-29
• 3.1.1 匹配目標(biāo)26
• 3.1.2 匹配點(diǎn)選擇26-27
• 3.1.3 匹配點(diǎn)參數(shù)估算27-29
• 3.2 二級增壓性能測試及優(yōu)化29-31
• 3.3 壓比分配對柴油機(jī)與壓氣機(jī)效率的影響31-35
• 3.4 本章小結(jié)35-38
• 第4章 二級增壓柴油機(jī)油氣參數(shù)的優(yōu)化選擇38-54
• 4.1 噴油壓力調(diào)節(jié)對二級增壓柴油機(jī)性能的影響38-42
• 4.2 噴油正時(shí)調(diào)節(jié)對二級增壓柴油機(jī)性能的影響42-45
• 4.3 進(jìn)氣參數(shù)調(diào)節(jié)對二級增壓柴油機(jī)性能影響45-52
• 4.3.1 旁通閥開度對低轉(zhuǎn)速負(fù)荷工況性能影響45-48
• 4.3.2 旁通閥開度對中、高轉(zhuǎn)速負(fù)荷工況性能影響48-52
• 4.4 本章小結(jié)52-54
• 第5章 軌壓控制策略對二級增壓柴油機(jī)性能影響54-74
• 5.1 軌壓控制策略對柴油機(jī)穩(wěn)態(tài)性能的影響54-58
• 5.2“全程軌壓”策略對柴油機(jī)瞬變過程的控制58-63
• 5.2.1“全程軌壓”對瞬變工況動態(tài)響應(yīng)的影響58-60
• 5.2.2“全程軌壓”對瞬變工況性能劣變的影響60-61
• 5.2.3 不同進(jìn)氣能力下“全程軌壓”對瞬變過程的影響61-63
• 5.3“分段軌壓”策略對瞬變性能的控制63-71
• 5.3.1 不同的拐點(diǎn)負(fù)荷對瞬變性能的影響64-67
• 5.3.2 拐點(diǎn)負(fù)荷處不同的噴油壓力對瞬變性能的影響67-71
• 5.4 本章小結(jié)71-74
• 第6章 全文總結(jié)與展望74-76
• 6.1 全文總結(jié)74-75
• 6.2 工作展望75-76
• 參考文獻(xiàn)76-82
• 作者簡介及科研成果82-84
• 致謝84

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本文編號：572442