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可变喷嘴涡轮增压器喷嘴截面积对车用柴油机性能的影响

牛志明  
【摘要】:车用内燃机经历100多年的发展与完善,已经成为效率最高、性能最好的动力源。它在给人们带来方便、快捷的同时,也已成为城市污染的重要来源之一,严重危害了城市人们的健康。随着对内燃机排放研究的不断深入,人们逐步认识到发动机瞬态排放的某些有害排放物和噪声明显高于其稳态工况;并且车用内燃机绝大多数情况下运行在瞬态工况。因此,发动机瞬态排放的控制对于减少城市污染、改善城市人们生活环境有重要意义。为此,各国和地区相继制定、出台了瞬态测试循环,如:美国EPA测试循环和欧洲ETC测试循环。可见,发动机瞬态工况已经成为研究的重要领域。 利用自行设计的基于普通电涡流测功机、以MCS51单片机为控制核心、以步进电机、油门执行器为执行机构的瞬态工况控制系统,可以实现对发动机单变量瞬态(CSIT、CTIS)工况的控制。在对测功机、烟度计、流量计、油耗仪等测量仪器进行改造后,利用研华PCL-818HG A/D采集板及其采集策略编制软件的瞬态工况参数采集系统可将发动机动力性、经济性参数实时存储到计算机中。该数据采集系统的采样频率可达到20Hz,可以满足瞬态工况的测试要求。瞬态工况测控平台的成功搭建,为研究车用柴油机瞬态性能提供了技术平台。由于供油量增加工况较油量减少工况恶化更为严重,因此本研究重点研究了恒转速增转矩和恒转矩增转速瞬态工况。 增压技术已经成为提高柴油机动力性、经济性和排放性的有效手段,但采用增压技术的柴油机普遍存在低速转矩不足、加速性差、加速冒烟等缺点。作为解决上述缺点的一项有效技术,可变涡轮喷嘴截面增压系统已经得到日益广泛的应用。 本研究基于GT35V可变喷嘴涡轮增压器,研究了VNT对发动机稳态和瞬态性能的影响规律,并提出了低速大负荷改进措施。试验结果可表明如下结论: 在低速大负荷区域,随着VNT开度的减小发动机经济性得到提高;在低速中、低负荷区域,当VNT控制杆行程大于9mm时,随着VNT控制杆行程的增加发动机经济性下降。VNT开度对其余工况的经济性没有明显的影响。 在低速大负荷区域,随着VNT开度的减小,CO比排放减小。在低速中等负荷区域,在VNT控制杆行程小于9mm时,VNT开度对其CO比排放没有明显影响;而当VNT控制杆行程大于9mm时,随着VNT开度的减小CO比排放迅速增加。其余工况,VNT开度对CO比排放没有明显影响。 低速中等负荷,VNT控制杆行程大于9mm时,随着VNT开度的减小,BSHC减小。其余工况,VNT开度对HC比排放没有明显影响。 WP=68 在低速大负荷区域,随着VNT开度的减小NOx比排放增加。在中等负荷区域VNT控制杆行程大于9mm时,随着控制杆行程的增加NOx比排放迅速减小。其余区域,VNT开度对NOx比排放影响不明显。在高速中等负荷范围内存在一个NOx比排放最低的区域。 在低速小负荷区域,VNT控制杆行程对烟度没有明显影响。在中等负荷区域,当VNT控制杆行程小于9mm时,随着VNT控制杆行程的增加烟度排放迅速下降;当VNT控制杆行程大于9mm时,随着VNT控制杆行程增加烟度迅速增加。在大负荷区域,随着VNT控制杆行程的增加,N迅速减小。在中速高负荷区域,烟度随VNT开度的减小而减小;其余区域VNT开度对烟度没有明显影响。 通过对VNT系统与发动机供油系统的合理匹配,可以实现对发动机低速大负荷动力性、经济性和烟度的明显改善。 在瞬态过程中VNT开度存在一个最小值和一个最大值,当VNT开度超出这两个值时,VNT效率会明显下降,从而导致发动机性能的急剧恶化。 在CSIT瞬态工况随瞬态控制步数Sv,t的增加发动机转矩延迟特性更为明显; 在CTIS瞬态工况Sv,t对发动机转速响应没有明显影响; Sv,t对燃油消耗量没有明显影响,在CTIS工况当VNT由瞬态工况转换为第二稳态工况燃油消耗量会增加,从而产生油耗峰值; 在VNT的有效开度范围内进气量、空燃比随Sv,t的增加而增加; 烟度随Sv,t的增加而下降但当Sv,t过大引起烟度的急剧增加,利用VNT系统可以有效减低发动机瞬态工况烟度排放。


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13 王忠恕,刘忠长,戈非;柴油机瞬态工况烟度排放特性及分析[J];内燃机学报;2005年05期
14 卫海桥;舒歌群;王养军;杨志毅;;直喷式柴油机瞬态工况燃烧噪声二级影响机理研究[J];内燃机学报;2007年03期
15 李岳林;张志永;刘志强;汤彬;王立标;;汽油机恒转矩增转速瞬态工况燃烧特性的实验研究[J];长沙交通学院学报;2007年04期
16 李岳林;张志永;刘志强;杜保杰;汤彬;;汽油机恒转速增转矩瞬态工况燃烧特性的实验研究[J];汽车工程;2008年06期
17 秦建文;常汉宝;苏冠敏;邵利民;;瞬态工况下柴油机燃烧模型参数变化研究[J];柴油机;2009年04期
18 胡友波;徐达;;瞬态工况对车辆污染物排放的影响[J];汽车工程师;2009年09期
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1 胡昆鹏;张宗杰;黄民备;刘少彦;;柴油机瞬态工况振动噪声的测量和分析[A];面向制造业的自动化与信息化技术创新设计的基础技术——2001年中国机械工程学会年会暨第九届全国特种加工学术年会论文集[C];2001年
2 隋修武;李阳;杜玉红;李庆贺;谢望;;汽车排放瞬态工况法测量用气体流量分析仪[A];2008中国仪器仪表与测控技术进展大会论文集(Ⅰ)[C];2008年
3 李建群;郑广勇;吴京民;;CA6DF2-26柴油机瞬变过程研究[A];2006年APC联合学术年会论文集[C];2006年
4 安士杰;邵利民;;PA6柴油机在脉冲负载下的瞬态特性仿真研究[A];第十五届全国大功率柴油机学术会议论文集[C];2007年
5 甘海云;J.W.POST;李静波;敬世海;;斯太尔重型CNG发动机电控单元的开发[A];“技术创新与核心能力建设”重庆汽车工程学会2006年会论文集[C];2006年
6 杨彦磊;;应力和应变考核方法在汽轮机主调阀门阀壳优化设计中的应用[A];结构及多学科优化工程应用与理论研讨会’2009(CSMO-2009)论文集[C];2009年
7 高嵘;王小静;潘菁菁;谢明春;;弹性金属塑料瓦推力轴承起动过程试验研究[A];2006全国摩擦学学术会议论文集(二)[C];2006年
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10 陈浩;李小昱;王为;;柴油机燃用生物柴油的性能与排放特性的研究进展[A];2007年中国农业工程学会学术年会论文摘要集[C];2007年
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1 许建民;汽油机瞬态排放特性的实验研究[D];长沙理工大学;2008年
2 张志永;汽油机瞬态工况燃烧特性的实验研究[D];长沙理工大学;2007年
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9 汤彬;瞬态油门控制器的开发与应用研究[D];长沙理工大学;2009年
10 陈士宝;燃料特性对柴油机微粒排放粒度分布的影响规律[D];吉林大学;2011年
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4 本报记者 刘蔚;简易瞬态工况法有待政策支持[N];中国环境报;2007年
5 记者 孙玉波;北京颁布四项标准改善大气环境质量[N];新华每日电讯;2000年
6 刘树铎;在用机动车尾气检测新技术亮相[N];中国经济时报;2007年
7 王玲;在用机动车尾气检测呼唤新技术[N];经济日报;2007年
8 海峰;在用车排放控制的I/M制度[N];机电商报;2005年
9 刘蔚;在用车测试方法亟待统一[N];中国环境报;2007年
10 武晓黎;在用机动车尾气检测新技术亮相[N];中国消费者报;2007年
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