基于公交工況的VNT柴油機(jī)性能開發(fā)和整車匹配優(yōu)化研究
本文選題:城市公交車 切入點(diǎn):動(dòng)力性 出處:《湖南大學(xué)》2016年碩士論文 論文類型:學(xué)位論文
【摘要】:城市公交車是城市公共交通系統(tǒng)的重要組成部分,與城市居民的生活息息相關(guān)。然而隨著城市規(guī)模與人口的迅速增長(zhǎng),公交車的數(shù)量越來(lái)越多,消耗量了大量能源,污染了環(huán)境。因此,為提高公交車的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性以及減少排放,本文做了如下工作:(1)選擇典型的公交車輛和使用區(qū)域,通過(guò)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)和整車運(yùn)行工況數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和分析,提煉了公交車的運(yùn)行工況特點(diǎn),并為后續(xù)增壓器匹配、發(fā)動(dòng)機(jī)性能開發(fā)以及整車仿真計(jì)算作技術(shù)條件和邊界輸入。(2)建立了VNT增壓器發(fā)動(dòng)機(jī)性能開發(fā)試驗(yàn)系統(tǒng),研究了VNT開度在不同發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷工況下對(duì)油耗率、增壓壓力、進(jìn)氣流量、排氣煙度和溫度等主要性能的影響,并對(duì)比VNT增壓器發(fā)動(dòng)機(jī)和原旁通閥增壓器發(fā)動(dòng)機(jī)的基本性能。結(jié)果表明,在中低速工況下,發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性均有大幅改善,更適合公交工況。(3)將VNT增壓器應(yīng)用到公交車上進(jìn)行道路試驗(yàn)驗(yàn)證,采集整車和發(fā)動(dòng)機(jī)工況數(shù)據(jù),通過(guò)對(duì)比數(shù)據(jù)的分布差別規(guī)律,對(duì)整車動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性影響進(jìn)行評(píng)估。結(jié)果表明,起步加速動(dòng)力性方面,VNT增壓車輛改善幅度為13~15%,等速油耗改善幅度為4~7%,實(shí)際營(yíng)運(yùn)油耗改善幅度約為6%。(4)利用AVL-CRUISE軟件建立了9m公交客車的整車仿真計(jì)算模型,并通過(guò)前文的整車動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性測(cè)試數(shù)據(jù),對(duì)模型進(jìn)行了修正和校核;诮⒌哪P,進(jìn)行了基于VNT增壓器發(fā)動(dòng)機(jī)性能基礎(chǔ)上的多種傳動(dòng)系統(tǒng)速比配置對(duì)比計(jì)算,結(jié)果表明原車配置(5檔直接檔變速箱+4.875主減速比)能夠兼顧動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性,但是使用5檔直接檔變速箱+4.67主減速比在滿足動(dòng)力性的前提下,綜合油耗還可以降低1.84%,并且與旁通閥增壓器整車狀態(tài)相比,綜合油耗可以改善約6~7%;(5)針對(duì)6J VNT增壓發(fā)動(dòng)機(jī)配套11.5m公交車進(jìn)行了動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性仿真分析評(píng)估,并與典型11.5m公交車型配置的6G平臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的計(jì)算結(jié)果對(duì)比分析,結(jié)果表明,采用6J平臺(tái)系列發(fā)動(dòng)機(jī)+VNT增壓器技術(shù)+優(yōu)化主減速比的方案可以達(dá)到匹配11.5~12m公交車的要求,且在動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性方面優(yōu)于原6G發(fā)動(dòng)機(jī)配置。
[Abstract]:Urban bus is an important part of urban public transportation system, which is closely related to the life of urban residents. However, with the rapid growth of urban scale and population, the number of buses is increasing, and a large amount of energy is consumed. Therefore, in order to improve the power and economy of buses and reduce emissions, this paper has done the following work: 1) selecting typical public transport vehicles and using areas, collecting and analyzing the operating conditions data of engines and whole vehicles. The operating condition characteristics of the bus are refined, and the VNT turbocharger engine performance development test system is established for the subsequent turbocharger matching, engine performance development and vehicle simulation calculation as well as the boundary input. The effects of VNT opening on the main performance of engine, such as fuel consumption rate, pressurized pressure, inlet air flow rate, exhaust smoke and temperature, were studied under different engine speed and load conditions. The basic performances of the VNT turbocharger engine and the original bypass valve turbocharger engine are compared. The results show that the engine power and economy are greatly improved under the medium and low speed working conditions. The VNT supercharger is applied to the bus for road test and verification. The data of the whole vehicle and the engine are collected, and the power performance of the whole vehicle is compared by comparing the distribution of the data. Economic impact assessment. Results show that, In terms of starting acceleration power, the improvement range of VNT turbocharged vehicles is 13 / 15, the improvement range of isokinetic fuel consumption is 4 / 7, and the actual operating fuel consumption improvement range is about 6. 4) using AVL-CRUISE software, the vehicle simulation calculation model of 9m bus is established. Based on the above data, the model is revised and checked. Based on the established model, the speed-ratio configuration of various transmission systems based on the performance of VNT turbocharger engine is calculated and compared. The results show that the main deceleration ratio (4.875) of the original vehicle can give consideration to both power and economy, but the 4.67 main deceleration ratio of the five gear direct gear box can satisfy the power performance. The comprehensive fuel consumption can also be reduced by 1.84, and compared with the whole vehicle condition of the bypass valve supercharger, the comprehensive fuel consumption can be improved by about 6 / 7 / 5) the power performance of the 6J VNT turbocharged engine matching 11.5m bus is evaluated, and the economic simulation analysis and evaluation are carried out. The calculation results of 6G platform engine with typical 11.5m bus configuration are compared and analyzed. The results show that the scheme of using 6J platform series engine VNT supercharger technology to optimize the main deceleration ratio can meet the requirement of matching 11.5m 12m bus. And it is superior to the original 6 G engine configuration in power performance and economy.
【學(xué)位授予單位】:湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號(hào)】:U464.172
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