检索结果-南通市图书馆

作者：袁兴吉林大学

学位级别：硕士

在瞬态工况下,柴油机边界条件会产生畸变,尤其是egr率超调现象,燃烧及排放性能发生急剧恶化。针对瞬变工况排放法规的日益严格,瞬变过程egr控制的研究急需完善。其中复合egr系统结合了低压和高压egr回路优势,具有广阔的研究潜力和运用... 详细信息

在瞬态工况下,柴油机边界条件会产生畸变,尤其是egr率超调现象,燃烧及排放性能发生急剧恶化。针对瞬变工况排放法规的日益严格,瞬变过程egr控制的研究急需完善。其中复合egr系统结合了低压和高压egr回路优势,具有广阔的研究潜力和运用前景。因此本研究在一台二级增压重型中冷柴油机上,利用dSPACE控制平台和博世高压共轨系统,探讨了复合egr和喷油参数对柴油机恒转增扭典型5s瞬变工况(1650rpm,10%-100%负荷,5s瞬变时间)的性能影响。搭建了具有复合egr系统的试验台架,结合dSPACE控制平台和matlab/simulink模型设计的瞬变工况测控系统,可实现对试验参数的测量、复合egr系统的控制、瞬变过程油门信号的控制。以在瞬变工况中实现可控的微量egr率为目标,研究了定开度的低压和高压egr回路的瞬变性能,并依次试验了复合egr回路的开环控制和闭环控制策略。得到主要结论如下:1.瞬变过程恒定低压egr阀开度时,低压egr率在小负荷工况下基本为零,随瞬变负荷的增加,低压egr率会有所升高至最大可达3%。低压egr阀100%开度时,碳烟排放和经济性有显著地上升。2.随高压egr阀的开度变大,高压egr率明显升高,且egr率超调现象严重,碳烟排放和经济性显著恶化。因此,高压阀在瞬变过程应该保持较小地开度。3.针对瞬变工况的不同阶段,提出了复合egr回路开闭时间优化的开环控制策略。即瞬变过程高压egr阀“前期开启,后期关闭”,低压egr阀“前期关闭,后期开启”的策略。4.为了在瞬变工况中引进可控的微量 egr量,本文进而提出复合egr回路的闭环控制策略,选取4个闭环控制变量,包括涡前压力、过量空气系数、排气氧浓度、进气氧浓度。基于复合egr阀开环控制优化策略,依次研究了预喷,喷油正时和喷油轨压对瞬变工况性能的影响,并进行了喷油参数协同改善的分析。研究结论如下所示:1.分段预喷策略在小负荷阶段加入预喷,提高了燃烧初期的缸内温度,使瞬变过程中后期能够持续良好的缸内燃烧氛围,促进燃烧中后期油气混合过程,进而有效地降低峰值烟度排放。2.分段喷油正时策略在中小负荷阶段提前喷油正时,能够提前燃烧重心,缓解进气能量供给不足。而在瞬变过程中后期推迟喷油,能够保持较好的缸内燃烧热力学状态,促进中大负荷阶段油气充分混合,降低了烟度排放峰值,并一定程度上抑制燃油经济性的恶化趋势。3.分段喷油压力策略在小负荷时减小喷油压力可以改善排放性能,而且降低燃油消耗;在瞬变过程后期,增加喷油轨压能明显增强燃烧热氛围,从而明显降低碳烟排放峰值。4.合理控制喷油参数(预喷、喷油压力、主喷正时)起作用的负荷区间和大小,可以综合地优化柴油机的瞬变性能。其中综合优化策略结合了分段预喷策略“10%-20%负荷”,分段正时策略“20%(+2。CA/-4°CA)”,和分段喷油压力策略“20%(-5/+10MPa)”,使碳烟峰值仅为8.8%,氮氧化物排放峰值仅为400ppm,且有效燃油消耗率相较原机略有恶化。

关键词：瞬变工况二级增压柴油机复合egr 喷油参数优化

复合egr与可调两级增压系统对柴油机性能和排放影响的试验研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

复合EGR与可调两级增压系统对柴油机性能和排放影响的试验研究

作者：张文强天津大学

学位级别：硕士

越来越严格的排放法规对内燃机技术提出了更高的要求。如何在保持良好经济性的同时降低PM和NOx排放，实现高效、清洁燃烧已成为柴油机燃烧技术所面临的共同难题与挑战。围绕基于egr技术的排放控制技术路线，本文针对高、低压egr、复合EG... 详细信息

越来越严格的排放法规对内燃机技术提出了更高的要求。如何在保持良好经济性的同时降低PM和NOx排放，实现高效、清洁燃烧已成为柴油机燃烧技术所面临的共同难题与挑战。围绕基于egr技术的排放控制技术路线，本文针对高、低压egr、复合egr及可调两级增压系统的废气旁通阀控制对重型柴油机燃烧、性能和排放的影响开展了研究。本文研究是在一台两级增压中冷电控高压共轨柴油机进行。首先进行了不同egr方式对柴油机的经济性和排放性的影响研究。研究结果表明：在低速中高负荷时，采用低压egr，能获得更高的氧燃当量比，从而有效改善NOx和soot之间的trade-off关系，降低油耗;在小负荷时，采用高压egr，可以降低涡前与节流后压差减少泵气损失，获得相对低压egr更长的滞燃期和更短的燃烧持续期，从而降低燃油消耗率，改善NOx与soot之间的trade-off关系;在中等转速中高负荷时，采用高压egr可以在实现较理想NOx与soot之间trade-off关系的同时，保证较低的燃油消耗率;高速中高负荷，采用复合egr时，通过改变低压egr或高压egr在总egr中所占比例，可以在某些特定的区域实现比单纯采用高压egr或低压egr更好的NOx与soot之间的trade-off关系，但燃油消耗率则随着低压egr所占比例的增加而有所升高。在不同egr方式对比研究的基础上，进一步开展了废气旁通阀及其与不同egr方式耦合的研究。研究表明：在新鲜进气量较为充足工况下（如中高速小负荷工况）一定的旁通阀开度能有效的降低油耗，改善排放。而在新鲜进气量相对不足的工况（如中低速大负荷工况），旁通阀的开启会导致油耗和排放升高;采用低压egr时，旁通阀的开启能有效的改善小负荷工况与高速工况的经济性，而不造成排放的恶化，并且在小负荷时能有效降低碳烟和NOx排放;高速大负荷，采用复合egr耦合旁通阀，将NOx排放控制在国五水平时，随旁通阀开度的加大，氧燃当量比降低，燃油消耗率变化不大，烟度呈升高趋势。

关键词：柴油机复合egr 两级增压旁通阀燃烧排放

重型柴油机空气系统优化的数值模拟及试验研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

重型柴油机空气系统优化的数值模拟及试验研究

作者：冯浩天津大学

学位级别：硕士

日趋严格的排放法规对内燃机技术提出了越来越高的要求,在降低PM和NO排放的同时提高燃油经济性是柴油机燃烧技术所面临的难题与挑战。由增压系统和废气再循环系统为主组成的空气系统优化是实现柴油机高效清洁燃烧的关键技术。本文采用... 详细信息

日趋严格的排放法规对内燃机技术提出了越来越高的要求,在降低PM和NO排放的同时提高燃油经济性是柴油机燃烧技术所面临的难题与挑战。由增压系统和废气再循环系统为主组成的空气系统优化是实现柴油机高效清洁燃烧的关键技术。本文采用模拟及试验研究方法,开展了重型柴油机可变截面两级增压系统与复合egr相耦合的空气系统优化研究。本文首先建立了两级增压热力学零维模型,分析了不同参数对两级增压系统性能影响。研究发现,增压器效率、压比分配及级间冷却是影响发动机进气压力和泵气损失的主要因素。进一步采用GT-Power建立复合egr系统一维模型,分析了高、低压egr对发动机燃油经济性的影响,并探讨了复合egr优化策略。结果表明,高压egr能在各工况降低泵气损失,但同时导致进气压力降低、总指示热效率(ITE)下降,而低压egr对泵气损失和进气压力影响较小,因此最佳复合egr策略应为低egr率时尽量采用高压egr降低泵气损失,而高egr率时在保持合适的高压egr率不变条件下提高低压egr率。基于两级增压系统热力学分析及GT-Power一维模拟,完成了高压级采用可变截面增压器(VGT)的两级增压系统匹配选型,并进行了可变截面两级增压系统与复合egr耦合的试验研究。结果表明,级间安装冷却器能在外特性工况降低燃油消耗率约3-4g/kW-h,主要原因在于高压级压气机入口温度降低、所需驱动功减少,导致发动机进气压力上升、泵气损失降低。可变两级增压系统耦合复合egr策略能在更宽广的NO排放区间实现更低的soot排放和更高的燃油经济性。同一工况下复合egr策略的最佳VGT主要取决NO排放目标,高NO排放时选择较小VGT关度可以降低泵气损失,低NO排放时由于高压egr已大幅降低泵气损失,此时适当加大VGT关度能提高进气压力,从而减轻高egr率对燃烧的不利影响。可变两级增压与复合egr优化后的ESC测试循环结果表明,相对于前期的固定截面两级增压系统,优化后的空气系统在实现相等或更低的NO排放时,在soot排放及燃油经济性上表现出较大的优势。

关键词：柴油机可变截面增压器两级增压复合egr 燃烧排放

喷射与加载策略协同控制实现柴油机瞬变性能优化

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

喷射与加载策略协同控制实现柴油机瞬变性能优化

作者：高官龙吉林大学

学位级别：硕士

随着时代的进步,人们开始重视人与环境的关系。特别是近几年出现的雾霾天气严重的影响了大众的生活和健康,这使得人们深刻的意识到环境保护的重要性。而汽车排放被认为是造成雾霾的主要原因之一,对此国家做出了相应的措施,各种严格的排... 详细信息

随着时代的进步,人们开始重视人与环境的关系。特别是近几年出现的雾霾天气严重的影响了大众的生活和健康,这使得人们深刻的意识到环境保护的重要性。而汽车排放被认为是造成雾霾的主要原因之一,对此国家做出了相应的措施,各种严格的排放法规相继出现,这无疑是对发动机技术的重大考验。柴油机有热效率高,功率大等优点,但是在瞬变过程(本文研究中指的是1600r/min,5s内,发动机负荷从10%增加到100%的过程)中柴油机的烟度排放激增,尤其在有引入egr的瞬变过程中,egr率会出现超调现象,这使得发动机的烟度排放恶化更加严重,然而在严格的排放法规要求下egr已经成为发动机的必备技术之一。为了降低发动机的排放,本文研究了复合egr(由高、低压egr回路组成的双回路egr,下文统称为复合egr)对发动机瞬变性能的影响,同时根据二增压发动机的瞬变特性,使用不同的供油加载策略以及喷射参数的调节策略优化发动机的瞬变排放性能,减小egr对二级增压发动机瞬变排放恶化的影响,达到降低烟度排放的目的。本文研究的主要内容和结论如下:第一部分,试验主要研究了复合egr对发动机瞬变性能的影响,通过一定的egr阀控制策略,选取了适宜的可作为研究基础的策略,并且通过供油加载策略优化发动机的瞬变排放性能,以烟度排放最低为目标进行试验研究,在试验中得到的主要结论如下:1、复合型egr兼顾低压和高压egr的优点,通过阀控制策略,可以进一步优化并作为研究基础。考虑到后续研究的方便性,本文选取了低压阀全开,高压egr阀开启10%,瞬变开始1秒关闭高压egr阀,瞬变4秒,开启高压egr阀10%开度的策略作为优化研究的基础,下文称“egr-原机”。该策略下烟度峰值为15.4%,NOx峰值为468ppm。2、二级增压发动机瞬变前期进气量充足,有一定的“裕度”,烟度变化较小;瞬变后期空燃比下降,油气混合情况变差,造成烟度恶化。“先快后慢”、“加载中间停滞”以及“多段加载”策略可以利用前期的空气“裕度”,快速加载提升缸内温度以及排气能量,有利于瞬变中后期油气混合、缸内热氛围,增加涡轮的响应速度,提升进气量,达到降低烟度排放的目的。3、“快-慢-快”的供油加载策略的优化效果印证了瞬变过程中,烟度的恶化的峰值点对应在中大负荷处,度过中大负荷区域的供油加载率是影响烟度排放峰值的主要因素之一。“快-慢-快”策略只引起了两个烟度峰值,印证了瞬变后期大负荷处供油加载率对烟度影响不大。4、“快-慢-快”的供油加载策略综合性能最好,烟度峰值仅为9.59%与“egr-原机”相比降幅达到37.73%,NOx排放峰值为478.4ppm,与“egr-原机”相比略有升高增幅仅为1.92%,比油耗也与“egr-原机”几乎相同。第二部分,通过调节喷油压力和喷油正时进一步对发动机瞬变性能进行了优化研究。在试验中得到的主要结论如下:1、全程改变轨压的策略对烟度排放影响较小,对NOx排放影响较大,增加轨压可以降低烟度排放,但会增加NOx排放,一定程度降低比油耗;反之亦然。全程增加轨压10MPa的策略相比之下最优。2、分段轨压策略对烟度排放和NOx排放的影响较小,但是在一定程度上降低了比油耗,优化了发动机的经济性。3、瞬变过程中改变喷油正时可以更好的匹配发动机的燃烧边界条件,提前喷油正时会使燃烧恶化,烟度和NOx排放上升,延后正时可以降低烟度和NOx的排放。其中延后正时4°的策略有最佳的排放性能,烟度峰值仅为7.591%,比油耗略有上升。4、分段调节喷油正时可以有效的降低烟度排放,同时NOx排放略有上升,比油耗略有降低。其中最优的优化策略是40%负荷前延后喷油正时4°,超过40%负荷延后喷油正时6°。烟度峰值为5.6135%(相比egr-原机下降了63.55%),NOx排放峰值为393.4ppm(相比egr-原机下降了15.94%)比油耗最大增幅为11.5%。

关键词：二级增压复合egr 瞬变工况供油加载喷油参数燃烧排放