两级增压涡轮几何参数对发动机性能的影响研究 被引量：2

1

作者 谢磊 张扬军 +1 位作者 诸葛伟林 张树勇 《车用发动机》 北大核心 2011年第6期33-37,共5页

基于涡轮通流模型,建立两级增压通流仿真平台,探讨了两级涡轮几何参数的改变对发动机性能的影响规律及原因,采用该平台对某车用两级增压柴油机进行仿真研究,并完成两级涡轮新的匹配设计。匹配结果表明,通过合理设计两级涡轮几何参数,可... 基于涡轮通流模型,建立两级增压通流仿真平台,探讨了两级涡轮几何参数的改变对发动机性能的影响规律及原因,采用该平台对某车用两级增压柴油机进行仿真研究,并完成两级涡轮新的匹配设计。匹配结果表明,通过合理设计两级涡轮几何参数,可使该发动机低速扭矩提高7.4%,燃油消耗率降低6.9%。 展开更多

关键词 涡轮增压 两级增压 涡轮通流模型 几何参数 性能 匹配

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可变截面增压器扭曲导叶对涡轮叶片激振的影响研究

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作者 李延昭 于效顺 +2 位作者 刘臻 李国胜 宋丽华 《车用发动机》 北大核心 2024年第6期24-31,共8页

涡轮叶片高周疲劳(HCF)限制了涡轮增压器的使用寿命,在可变截面增压器中尤为明显。针对某0.6 L二冲程汽油机用增压器的可调导叶径流涡轮在运行中容易出现高周疲劳失效的问题,设计了一种扭曲结构的导叶叶型,采用数值模拟方法研究了扭曲... 涡轮叶片高周疲劳(HCF)限制了涡轮增压器的使用寿命,在可变截面增压器中尤为明显。针对某0.6 L二冲程汽油机用增压器的可调导叶径流涡轮在运行中容易出现高周疲劳失效的问题,设计了一种扭曲结构的导叶叶型,采用数值模拟方法研究了扭曲导叶对涡轮流场和叶片激振的影响。研究结果表明:顺时针扭曲导叶可以减弱喷嘴导叶出口与涡轮叶片前缘之间的干涉效应,逆时针导叶会增强二者的干涉效应;相较于原对称叶型导叶,进入涡轮增压器的高温、高压气流在通过顺时针扭曲叶型导叶后,尾迹呈倾斜状,气流激振力被分散,对下游涡轮叶片前缘的影响减弱;同时,由于涡轮叶片间隙的压力梯度减小,间隙泄漏流强度降低,叶片高激励区的激励幅值也随之减小。研究综合考虑了涡轮机效率和叶片激振力的变化趋势,确定导叶扭曲角度为4°时最为合理,最优方案在不影响涡轮性能的前提下,叶片最大振动应力降低64%。 展开更多

关键词 可变几何截面涡轮增压器 涡轮叶片 振动 非定常流动 压力波

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基于可变高增压方式的航空活塞发动机变海拔工作特性仿真研究 被引量：1

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作者 陈贵升 胡闪 +3 位作者 沈颖刚 孙敏 龚航 杨杰 《内燃机工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期43-53,共11页

以一台直列四冲程压燃式航空活塞发动机为研究机型,通过GT-Power构建一维热力学模型,首先对比研究了不同海拔下固定截面增压(fixed geometry turbocharger,FGT)、可变几何截面增压(variable geometry turbocharger,VGT)和两级可变几何... 以一台直列四冲程压燃式航空活塞发动机为研究机型,通过GT-Power构建一维热力学模型,首先对比研究了不同海拔下固定截面增压(fixed geometry turbocharger,FGT)、可变几何截面增压(variable geometry turbocharger,VGT)和两级可变几何截面增压(twinvariable geometry turbocharger,TVGT)对发动机性能的影响;然后基于搭建的TVGT增压系统,探究了高、低压级VGT叶片开度对发动机变海拔条件下工作特性的影响。结果表明:在不同海拔和转速工况下,发动机匹配TVGT增压系统后,其海拔适应性更佳。针对TVGT系统,在不同海拔下,当高压级VGT叶片开度位于0.2~0.4范围内,低压级VGT叶片开度位于0.6~0.8范围内时可以获得较高的动力性及经济性。通过对高、低压级VGT叶片开度的优化,在巡航工况转速3397 r/min时可在6000 m海拔下实现106.8%的功率恢复目标,可满足发动机对高海拔工作运行的功率恢复要求。 展开更多

关键词 压燃式航空活塞发动机 变海拔 两级可变几何截面增压 性能 功率恢复

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高原环境下柴油机可变两级增压协同主喷定时的工作过程模拟 被引量：8

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作者 刘海军 侯献军 +2 位作者 陈贵升 王友恒 江华 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期27-35,共9页

以两级增压柴油机为研究机型,采用GT Power构建其一维热力学仿真模型,对比模拟研究了柴油机采用两级增压(two stage turbocharger,TST)和可变两级增压(regulated two stage turbocharger,RTST)的变海拔(0 km、2 km、4 km)工作特性。模... 以两级增压柴油机为研究机型,采用GT Power构建其一维热力学仿真模型,对比模拟研究了柴油机采用两级增压(two stage turbocharger,TST)和可变两级增压(regulated two stage turbocharger,RTST)的变海拔(0 km、2 km、4 km)工作特性。模拟结果表明:针对发动机外特性,不同两级增压系统高压级压比随海拔升高而增加。相比TST增压系统,高原环境下(2km、4km),RTST增压系统能够保证更高的进气流量及空燃比,抑制柴油机高原限扭,同时降低有效燃油消耗率。随着海拔升高,TST及RTST涡前温度及传热能均出现不同程度的升高;但RTST涡前温度及传热能升高幅度相对较低。低海拔(2km)下,NOx比排放随海拔升高呈增加的趋势。高海拔(4km)下,可变截面涡轮增压器(variable geometry turbocharger,VGT)开度减小及推迟主喷定时,进气流量及空燃比增加。随着VGT开度增加及主喷定时推迟,涡前温度升高。传热能随VGT开度增加先减小后升高,随主喷定时推迟而减小。NOx比排放随VGT开度的增加而减小,随主喷定时的推迟减小幅度较小。较早的喷油定时(-7°^-4°)协同合理的VGT开度(0.3~0.5)有利于减小有效燃油消耗率(BSFC)与NOx比排放的折中关系。 展开更多

关键词 重型柴油机 高原环境 可变两级增压系统 主喷定时 工作特性

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废气再循环–可变几何截面涡轮增压柴油发动机燃气双环系统建模及协同控制 被引量：1

5

作者 神艳艳 王浩平 田杨 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第8期1072-1079,共8页

针对废气再循环(EGR)与可变几何截面涡轮增压(VGT)的柴油发动机,作者联合考虑其燃油动力转速调节回路与气体回路,提出了内外双环稳定动态反馈的控制策略.其中,内环回路是利用Lyapunov函数设计的控制器,控制燃油质量流量来跟踪柴油发动... 针对废气再循环(EGR)与可变几何截面涡轮增压(VGT)的柴油发动机,作者联合考虑其燃油动力转速调节回路与气体回路,提出了内外双环稳定动态反馈的控制策略.其中,内环回路是利用Lyapunov函数设计的控制器,控制燃油质量流量来跟踪柴油发动机转速;外环回路则设计EGR–VGT控制器,跟踪气体回路的进排气歧管压力及压气机空气质量流量,并克服了柴油发动机建模中的不稳定零动态问题.同时,研究了气体流量与EGR和VGT阀门开度之间的关系,通过设计流量开度转换模块实现了两者控制的转换.最后,通过专业发动机软件AMESim与仿真软件MATLAB/Simulink的联合仿真试验,验证了该控制策略对柴油发动机燃油动力转速调节与气体回路控制的有效性. 展开更多

关键词 柴油发动机 非线性控制 LYAPUNOV函数 废气再循环 可变几何截面涡轮增压 联合仿真

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柴油机两级增压等百分比流量调节旁通阀设计 被引量：2

6

作者 冷泠 程江华 +3 位作者 王振彪 刘胜 石磊 邓康耀 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期89-94,103,共7页

针对柴油机两级增压旁通阀大范围高精度调节特性需求,开展了增压旁通偏置异型阀阀瓣型线优化设计研究,实现了等百分比流量调节特性,解决了通用快开型废气旁通阀流量调节精度低的问题,并且具有等百分比流量特性的旁通阀可以实现控制参数... 针对柴油机两级增压旁通阀大范围高精度调节特性需求,开展了增压旁通偏置异型阀阀瓣型线优化设计研究,实现了等百分比流量调节特性,解决了通用快开型废气旁通阀流量调节精度低的问题,并且具有等百分比流量特性的旁通阀可以实现控制参数在全开度范围内的一致。针对不同异型阀结构,进行了流量调节特性分析,提出了多截面混合阀设计方法,通过多种阀门流量特性试验,验证了多截面混合阀有效调节范围。研究表明,优化设计的多截面混合阀流量特性与等百分比流量特性最接近,最大有效相对开度为0.73,为通用平面旁通阀的2.6倍,增益变化率缩小,大幅提升了调节精度,多截面混合阀可显著改善增压压力的调节特性,能够平稳且有效地控制可调两级增压系统的增压压力。 展开更多

关键词 两级涡轮增压系统 异型旁通阀 多截面混合阀 流场特性 调节特性

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不同增压模式对压燃式航空活塞发动机性能的影响研究 被引量：2

7

作者 陈贵升 孙敏 +3 位作者 贺如 沈颖刚 杨杰 杨顺 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期38-48,共11页

压燃式航空活塞发动机在高空环境下易出现动力衰减、推力不足等关键问题,因此,增压系统的匹配研究和优化至关重要。基于GT-Power软件构建一维整机热力学模型,探究了不同海拔下增压模式以及高压级压气机叶片开度对压燃式航空活塞发动机... 压燃式航空活塞发动机在高空环境下易出现动力衰减、推力不足等关键问题,因此,增压系统的匹配研究和优化至关重要。基于GT-Power软件构建一维整机热力学模型,探究了不同海拔下增压模式以及高压级压气机叶片开度对压燃式航空活塞发动机性能的影响。研究表明:海拔4000m下,在3400r/min工况点,相较于固定截面增压(FGT),采用可变涡轮截面增压(VGT)技术后,燃烧始点提前了31.7%,转矩和功率分别提高36%,43.5%,泵气损失增加10.5%;而采用可调两级增压(RTST)后性能提升效果更显著,使发动机工作升限从5480m提升到了6000m,但在高转速下,RTST增压效率以及对发动机动力性能的增幅会出现下降趋势;低海拔下,随RTST高压级VGT叶片开度的减小,燃烧始点推迟,功率降低,油耗增加;高海拔下,燃烧始点、功率和油耗随叶片开度的减小而呈现与低海拔时相反的趋势。 展开更多

关键词 压燃式航空活塞发动机 海拔 增压模式 可变截面增压器 两级增压

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可调向心涡轮增压器调节机构优化设计 被引量：1

8

作者 邢世凯 李聚霞 +2 位作者 马朝臣 陈立辉 李晴 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期139-143,149,共6页

提出了一种新型的增压器调节机构设计方案,该设计方案取消了传统增压器调节机构中的喷嘴座或定距套结构,利用3个固定导叶来控制喷嘴环的宽度。该设计方案力图减小蜗壳或导叶流道中由于特定结构所导致的局部扰动,减小其流动损失,提高涡... 提出了一种新型的增压器调节机构设计方案,该设计方案取消了传统增压器调节机构中的喷嘴座或定距套结构,利用3个固定导叶来控制喷嘴环的宽度。该设计方案力图减小蜗壳或导叶流道中由于特定结构所导致的局部扰动,减小其流动损失,提高涡轮效率。对该设计方案与喷嘴座结构方案、定距套结构方案进行了相同工况的数值计算,通过计算结果的对比,从理论上验证了设计方案的可行性。 展开更多

关键词 可变几何截面涡轮增压器 调节机构 优化设计 涡轮效率 数值计算

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大功率柴油机和气体机可变气门技术 被引量：1

9

作者 刘秋颖 王伟才 Christoph Mathey 《铁道机车车辆》 北大核心 2011年第B10期56-62,共7页

针对大功率发动机和燃气机,为提高进气控制的灵活性ABB涡轮增压系统有限公司提出了一种新型可变气门正时系统。介绍了这种可变气门正时系统的设计、试验和市场应用潜力的预期。

关键词 可变气门正时 VVT 两级增压 米勒正时 瞬态特性

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提高重型柴油机低速高负荷热效率的试验研究 被引量：6

10

作者 覃文 李临蓬 +3 位作者 夏明涛 郑尊清 尧命发 王浒 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期1-7,共7页

为了改善重型柴油机低速高负荷的燃油经济性,在一台两级可变截面涡轮增压重型柴油机上开展了空气系统与喷油参数优化策略研究。试验结果表明:对于缸内最高燃烧压力受限工况,获得最低有效燃油消耗率(BSFC)的可变截面涡轮增压器(VGT)关度... 为了改善重型柴油机低速高负荷的燃油经济性,在一台两级可变截面涡轮增压重型柴油机上开展了空气系统与喷油参数优化策略研究。试验结果表明:对于缸内最高燃烧压力受限工况,获得最低有效燃油消耗率(BSFC)的可变截面涡轮增压器(VGT)关度应该使泵吸功基本为零;选取合适的喷油压力可提高机械效率,在改善燃油经济性的同时使NO x排放有一定降低,而碳烟排放也能保持在较低水平。基于该优化策略,研究了缸内最高燃烧压力限值对不同工况点燃油经济性的影响,进而研究了提高缸内最高燃烧压力对改善燃油经济性的潜力。结果表明:随着转速与负荷的升高,提高最高燃烧压力限值对燃油经济性的改善作用更加明显;但缸内最高燃烧压力提高到一定程度以后,其对燃油经济性的改善作用逐渐减小。 展开更多

关键词 柴油机 燃油经济性 两级增压 可变截面涡轮增压器

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不同海拔下VGT对含氧燃料柴油机性能的影响 被引量：5

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作者 尹升 毕玉华 +3 位作者 申立忠 王俊 刘少华 宋国富 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期1-8,共8页

利用大气压力模拟装置,试验研究了可变几何截面涡轮增压器(VGT)对高压共轨柴油机分别燃用纯柴油和生物柴油-乙醇-柴油(BED)含氧燃料的经济性、排放特性及燃烧特性的影响。结果表明:随着海拔的升高,柴油机经济性恶化,氮氧化物(NO_x)排放... 利用大气压力模拟装置,试验研究了可变几何截面涡轮增压器(VGT)对高压共轨柴油机分别燃用纯柴油和生物柴油-乙醇-柴油(BED)含氧燃料的经济性、排放特性及燃烧特性的影响。结果表明:随着海拔的升高,柴油机经济性恶化,氮氧化物(NO_x)排放降低,而一氧化碳(CO)和碳氢化合物(HC)排放及烟度升高。燃用纯柴油与含氧燃料,随着VGT喷嘴环开度的增大,柴油机的经济性均有不同程度的恶化,而CO、HC排放及排气烟度也都有不同程度的升高。在高海拔地区,燃用纯柴油的经济性优于含氧燃料,但使用含氧燃料有助于改善柴油机的CO、HC排放及烟度。在中等负荷工况下,NO_x排放随着VGT喷嘴环开度的增大呈现先减小后增大的趋势;在高负荷工况下,放热率峰值和最高气缸压力均随着VGT喷嘴环开度的增大而降低,从而降低了NO_x排放。 展开更多

关键词 柴油机 性能 海拔 可变几何截面涡轮增压器(VGT) 含氧燃料

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