發(fā)布時(shí)間：2017-09-02 16:08

  本文關(guān)鍵詞：重型柴油機(jī)空氣系統(tǒng)優(yōu)化的數(shù)值模擬及試驗(yàn)研究

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【摘要】：日趨嚴(yán)格的排放法規(guī)對(duì)內(nèi)燃機(jī)技術(shù)提出了越來越高的要求,在降低PM和NO_x排放的同時(shí)提高燃油經(jīng)濟(jì)性是柴油機(jī)燃燒技術(shù)所面臨的難題與挑戰(zhàn)。由增壓系統(tǒng)和廢氣再循環(huán)系統(tǒng)為主組成的空氣系統(tǒng)優(yōu)化是實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)高效清潔燃燒的關(guān)鍵技術(shù)。本文采用模擬及試驗(yàn)研究方法,開展了重型柴油機(jī)可變截面兩級(jí)增壓系統(tǒng)與復(fù)合EGR相耦合的空氣系統(tǒng)優(yōu)化研究。本文首先建立了兩級(jí)增壓熱力學(xué)零維模型,分析了不同參數(shù)對(duì)兩級(jí)增壓系統(tǒng)性能影響。研究發(fā)現(xiàn),增壓器效率、壓比分配及級(jí)間冷卻是影響發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣壓力和泵氣損失的主要因素。進(jìn)一步采用GT-Power建立復(fù)合EGR系統(tǒng)一維模型,分析了高、低壓EGR對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性的影響,并探討了復(fù)合EGR優(yōu)化策略。結(jié)果表明,高壓EGR能在各工況降低泵氣損失,但同時(shí)導(dǎo)致進(jìn)氣壓力降低、總指示熱效率(ITE_(gross))下降,而低壓EGR對(duì)泵氣損失和進(jìn)氣壓力影響較小,因此最佳復(fù)合EGR策略應(yīng)為低EGR率時(shí)盡量采用高壓EGR降低泵氣損失,而高EGR率時(shí)在保持合適的高壓EGR率不變條件下提高低壓EGR率�；趦杉�(jí)增壓系統(tǒng)熱力學(xué)分析及GT-Power一維模擬,完成了高壓級(jí)采用可變截面增壓器(VGT)的兩級(jí)增壓系統(tǒng)匹配選型,并進(jìn)行了可變截面兩級(jí)增壓系統(tǒng)與復(fù)合EGR耦合的試驗(yàn)研究。結(jié)果表明,級(jí)間安裝冷卻器能在外特性工況降低燃油消耗率約3-4g/kW-h,主要原因在于高壓級(jí)壓氣機(jī)入口溫度降低、所需驅(qū)動(dòng)功減少,導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣壓力上升、泵氣損失降低。可變兩級(jí)增壓系統(tǒng)耦合復(fù)合EGR策略能在更寬廣的NO_x排放區(qū)間實(shí)現(xiàn)更低的soot排放和更高的燃油經(jīng)濟(jì)性。同一工況下復(fù)合EGR策略的最佳VGT主要取決NO_x排放目標(biāo),高NO_x排放時(shí)選擇較小VGT關(guān)度可以降低泵氣損失,低NO_x排放時(shí)由于高壓EGR已大幅降低泵氣損失,此時(shí)適當(dāng)加大VGT關(guān)度能提高進(jìn)氣壓力,從而減輕高EGR率對(duì)燃燒的不利影響�？勺儍杉�(jí)增壓與復(fù)合EGR優(yōu)化后的ESC測(cè)試循環(huán)結(jié)果表明,相對(duì)于前期的固定截面兩級(jí)增壓系統(tǒng),優(yōu)化后的空氣系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)相等或更低的NO_x排放時(shí),在soot排放及燃油經(jīng)濟(jì)性上表現(xiàn)出較大的優(yōu)勢(shì)。
【關(guān)鍵詞】：柴油機(jī) 可變截面增壓器 兩級(jí)增壓 復(fù)合EGR 燃燒 排放
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TK423
【目錄】：

• 中文摘要4-5
• Abstract5-13
• 字母注釋表13-15
• 第一章 緒論15-29
• 1.1 引言15-18
• 1.2 內(nèi)燃機(jī)增壓系統(tǒng)18-23
• 1.2.1 渦輪增壓系統(tǒng)19-21
• 1.2.2 兩級(jí)增壓系統(tǒng)21-22
• 1.2.3 兩級(jí)增壓系統(tǒng)匹配技術(shù)22-23
• 1.3 廢氣再循環(huán)系統(tǒng)23-27
• 1.3.1 高壓EGR24-25
• 1.3.2 低壓EGR25
• 1.3.3 復(fù)合EGR25-27
• 1.4 課題研究意義和主要內(nèi)容27-29
• 第二章 一維數(shù)值計(jì)算模型及試驗(yàn)研究方法29-41
• 2.1 一維數(shù)值計(jì)算程序及模型29-34
• 2.1.1 GT-Power原理介紹29-32
• 2.1.2 GT-Power計(jì)算基本模型32-34
• 2.2 試驗(yàn)裝置和研究方法34-41
• 2.2.1 試驗(yàn)裝置34-36
• 2.2.2 研究方法36-41
• 第三章 重型柴油機(jī)空氣系統(tǒng)優(yōu)化的模擬研究41-62
• 3.1 兩級(jí)增壓系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化的熱力學(xué)研究41-54
• 3.1.1 兩級(jí)增壓系統(tǒng)熱力學(xué)模型構(gòu)建41-45
• 3.1.2 兩級(jí)增壓系統(tǒng)熱力學(xué)模型驗(yàn)證45-46
• 3.1.3 兩級(jí)增壓系統(tǒng)參數(shù)對(duì)泵氣損失影響的模擬研究46-51
• 3.1.4 兩級(jí)增壓系統(tǒng)參數(shù)對(duì)進(jìn)氣壓力影響的模擬研究51-54
• 3.2 復(fù)合EGR對(duì)柴油機(jī)性能影響的一維模擬研究54-60
• 3.2.1 一維計(jì)算模型及標(biāo)定55-56
• 3.2.2 高、低壓EGR對(duì)泵氣損失及進(jìn)氣壓力影響的模擬研究56-59
• 3.2.3 復(fù)合EGR的優(yōu)化策略59-60
• 3.3 本章小結(jié)60-62
• 第四章 可變截面兩級(jí)增壓系統(tǒng)與復(fù)合EGR耦合的試驗(yàn)研究62-81
• 4.1 增壓器選型62-64
• 4.2 可變兩級(jí)增壓系統(tǒng)參數(shù)選擇對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能影響的試驗(yàn)研究64-68
• 4.2.1 壓比分配對(duì)兩級(jí)增壓柴油機(jī)性能的影響64-66
• 4.2.2 級(jí)間冷卻對(duì)兩級(jí)增壓柴油機(jī)性能的影響66-68
• 4.3 高、低壓EGR對(duì)柴油機(jī)性能及排放影響的試驗(yàn)研究68-71
• 4.3.1 高、低壓EGR對(duì)柴油機(jī)進(jìn)排氣參數(shù)的影響68-69
• 4.3.2 高、低壓EGR對(duì)柴油機(jī)燃燒及燃油經(jīng)濟(jì)性的影響69-70
• 4.3.3 高、低壓EGR對(duì)柴油機(jī)排放的影響70-71
• 4.4 可變截面兩級(jí)增壓系統(tǒng)與復(fù)合EGR耦合的試驗(yàn)研究71-77
• 4.4.1 可變?cè)鰤合到y(tǒng)與EGR不同耦合策略對(duì)比71-75
• 4.4.2 復(fù)合EGR策略下最佳VGT關(guān)度選擇75-77
• 4.5 基于可變截面兩級(jí)增壓和復(fù)合EGR的柴油機(jī)空氣系統(tǒng)優(yōu)化結(jié)果77-79
• 4.6 本章小結(jié)79-81
• 第五章 全文總結(jié)及工作展望81-83
• 5.1 全文總結(jié)81-82
• 5.2 工作展望82-83
• 參考文獻(xiàn)83-89
• 發(fā)表論文和參加科研情況說明89-90
• 致謝90-91

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前5條

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5 王滸;堯命發(fā);鄭尊清;林鐵堅(jiān);;基于VGT的EGR對(duì)電控柴油機(jī)影響的試驗(yàn)研究[J];內(nèi)燃機(jī)學(xué)報(bào);2009年02期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

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本文編號(hào)：779522