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

1

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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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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可变几何涡轮增压器与发动机稳态匹配模型的研究 被引量：9

3

作者 郭林福 马朝臣 +1 位作者 施新 鲍捷 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第2期155-160,共6页

首先建立了在稳态工况下可变几何涡轮增压器(VGT)和发动机匹配的数学模型,讨论了建模中的几个关键问题。在此基础上,利用simulink建立了VGT与发动机匹配的模拟模型。通过大量的试验对模型进行了验证,结果表明模型的建立是正确的,应用该... 首先建立了在稳态工况下可变几何涡轮增压器(VGT)和发动机匹配的数学模型,讨论了建模中的几个关键问题。在此基础上,利用simulink建立了VGT与发动机匹配的模拟模型。通过大量的试验对模型进行了验证,结果表明模型的建立是正确的,应用该模型能较准确地预测各种工况下可调叶片的位置、涡轮流量等。最后,利用该模型模拟了过量空气系数一定时叶片转角随发动机转速、负荷等的变化,以及过量空气系数不同时对叶片转角和增压压力的要求的变化,得出了一些有关可调涡轮增压器匹配和设计的结论。 展开更多

关键词 涡轮增压器 发动机 稳态匹配模型 可变几何涡轮 VGT

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可变截面涡轮增压器与废气再循环对柴油机排放的影响 被引量：8

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作者 楼狄明 郭石磊 +1 位作者 谭丕强 胡志远 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期1931-1937,共7页

以一台重型柴油机为试验对象,研究可变截面涡轮增压器(VGT)和废气再循环(EGR)阀门开度对柴油机增压比、空燃比、燃油消耗率及NO_x,CO,HC,CO2和烟度等排放特性的影响.研究结果表明,随着EGR阀门开度的增大,增压比、空燃比降低,经济性变差.... 以一台重型柴油机为试验对象,研究可变截面涡轮增压器(VGT)和废气再循环(EGR)阀门开度对柴油机增压比、空燃比、燃油消耗率及NO_x,CO,HC,CO2和烟度等排放特性的影响.研究结果表明,随着EGR阀门开度的增大,增压比、空燃比降低,经济性变差.EGR阀门开度和VGT阀门开度对NO_x排放影响很大,随EGR阀门开度和VGT阀门开度增大,NO_x排放的体积分数显著降低,但HC,CO,CO2的体积分数和烟度升高.为实现降低NO_x排放的同时控制燃油消耗率和烟度的升高,可在中等负荷时选择EGR阀门开度50%、VGT阀门开度45%的控制策略;在高负荷时选择EGR阀门开度75%、VGT阀门开度55%的控制策略. 展开更多

关键词 重型柴油机 废气再循环 可变截面涡轮增压器 排放特性

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大型柴油机可变几何涡轮增压器的研制及试验研究 被引量：7

5

作者 杨策 马朝臣 沈宏继 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第6期551-554,共4页

介绍了一种可变几何涡轮增压器的设计过程。对比了这种可变几何涡轮增压器与原涡轮增压器在性能上的差别。对这种可变几何涡轮增压器进行了台架试验和跑车试验。台架试验结果表明:这种可变几何涡轮增压器有效地提高了发动机在最大转矩... 介绍了一种可变几何涡轮增压器的设计过程。对比了这种可变几何涡轮增压器与原涡轮增压器在性能上的差别。对这种可变几何涡轮增压器进行了台架试验和跑车试验。台架试验结果表明:这种可变几何涡轮增压器有效地提高了发动机在最大转矩点的缸内爆发压力和最大转矩点的转矩,改善了发动机的动力性。加速试验结果表明:安装了可变几何涡轮增压器的发动机的加速时间比原发动机的加速时间缩短了5s。 展开更多

关键词 大型柴油机 可变几何 涡轮增压器 台架试验 跑车试验

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车用可变几何涡轮增压器喷嘴环叶片初步研究 被引量：7

6

作者 黄若 赵小兰 +3 位作者 马朝臣 毕金光 施新 王剑 《车用发动机》 北大核心 2007年第4期81-85,共5页

对应用气动型与对称型喷嘴环叶片的车用可变几何涡轮增压器进行了研究。分别建立了两种喷嘴环三维模型,应用NUMECA软件对配置两种喷嘴环的涡轮进行了流场计算与分析。设计、加工了气动型叶片喷嘴环组件,分别将两种喷嘴环组件装配在同一... 对应用气动型与对称型喷嘴环叶片的车用可变几何涡轮增压器进行了研究。分别建立了两种喷嘴环三维模型,应用NUMECA软件对配置两种喷嘴环的涡轮进行了流场计算与分析。设计、加工了气动型叶片喷嘴环组件,分别将两种喷嘴环组件装配在同一台增压器上,进行了增压器涡轮性能对比试验。结果表明,气动型喷嘴环涡轮具有更宽广的流量范围,且效率更高。 展开更多

关键词 可变几何涡轮增压器 涡轮 喷嘴环 叶片 数值模拟 对比试验

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车用柴油机可变截面涡轮增压器控制系统研究 被引量：3

7

作者 龚振青 周明 +1 位作者 李希浩 欧阳明高 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2001年第4期279-282,共4页

提出了一种以步进电机为执行器、预测函数与增压压力闭环反馈相结合的VGT控制系统,以期对喷嘴环截面积进行有效的控制,综合提高发动机的稳态和动态性能。在自行构建的软硬件系统上进行了试验,结果表明该方案简单易行,实用性很强。

关键词 增压 可变截面涡轮增压器 闭环控制系统 汽车 柴油机

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车用可变几何涡轮增压器执行机构的设计计算 被引量：5

8

作者 郭林福 马朝臣 鲍捷 《车用发动机》 北大核心 2002年第2期5-8,共4页

介绍了几种可变几何涡轮增压器 (VGT)执行机构 ,并设计出了一种能够满足驱动力、驱动速度、精度等要求的执行机构 ,对该机构的动力学特性进行了分析和计算 ,并对其性能进行了试验。

关键词 设计 计算 可变几何涡轮增压器 电子控制 执行机构 汽车 发动机

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可变几何涡轮增压器液控执行机构的建模与仿真

9

作者 王纪森 李仕辉 《机床与液压》 北大核心 2011年第3期101-103,共3页

简要介绍可变几何涡轮增压器的结构组成和工作原理,分析作为涡轮增压器核心部件的液控执行机构对涡轮增压器性能的影响。基于液控执行机构工作原理建立该液控执行机构的数学模型,利用Simulink仿真平台对该液压控制系统进行数字仿真,得... 简要介绍可变几何涡轮增压器的结构组成和工作原理,分析作为涡轮增压器核心部件的液控执行机构对涡轮增压器性能的影响。基于液控执行机构工作原理建立该液控执行机构的数学模型,利用Simulink仿真平台对该液压控制系统进行数字仿真,得出该液控系统的时域指标,并分析各结构参数对液控执行机构性能的影响。 展开更多

关键词 可变几何涡轮增压器 液压控制 SIMULINK

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ABB公司的可变几何涡轮增压器 被引量：2

10

作者 段金栋 《车用发动机》 北大核心 1998年第4期22-23,43,共3页

介绍了ABB公司最新推出的TPS系列可变几何涡轮增压器采用的可变喷嘴环技术和0间隙设计技术等；采用最优的材料组合，提高增压器的可靠性。经试验验证，该系列增压器可以降低柴油机油耗，改善排放。

关键词 可变 几何 涡轮增压器 汽车发动机 柴油机

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装有可变几何形状涡轮增压器的高功率、宽扭矩范围、高效率的发动机 被引量：1

11

作者 Kazuo Inoue 张迈仁 华觉源 《车用发动机》 北大核心 1989年第5期38-48,共11页

新研制了一种涡轮增压器,其涡轮箱内装有四对固定的和可移动的导向叶片。配有这种涡轮增压器的1.2升试验性汽油机装在一辆轿车上。这种可变几何形状的机构不需要放气系统。台架试验结果表明,该机在6000r/min时的增压压力为93.3KPa(700mm... 新研制了一种涡轮增压器,其涡轮箱内装有四对固定的和可移动的导向叶片。配有这种涡轮增压器的1.2升试验性汽油机装在一辆轿车上。这种可变几何形状的机构不需要放气系统。台架试验结果表明,该机在6000r/min时的增压压力为93.3KPa(700mmHg)。本文介绍了这种可变几何形状涡轮增压器的结构、工作情况、性能数据以及1.2升试验性发动机和该种轿车的性能。 展开更多

关键词 涡轮增压器 发动机 可变几何形状

全文增补中

博格华纳公司新型BV55变几何截面涡轮增压器

12

作者 孙丹红 《车用发动机》 北大核心 2011年第6期70-70,共1页

博格华纳公司同时推出了新型K系列、S系列和B系列涡轮增压器，其中B系列增压器的匹配功率范围覆盖75～1000kW，BV55VTG涡轮增压器已被道依茨公司指定安装在其新开发的6．1L 6缸柴油机上。B系列涡轮增压器压气机采用钛叶轮，不仅硬度高... 博格华纳公司同时推出了新型K系列、S系列和B系列涡轮增压器，其中B系列增压器的匹配功率范围覆盖75～1000kW，BV55VTG涡轮增压器已被道依茨公司指定安装在其新开发的6．1L 6缸柴油机上。B系列涡轮增压器压气机采用钛叶轮，不仅硬度高，而且具有优异的强度一厚度比。 展开更多

关键词 涡轮增压器 变几何 截面 道依茨公司 功率范围 柴油机 厚度比

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可变几何排气管增压系统的模拟试验研究 被引量：4

13

作者 王绍明 邓康耀 +1 位作者 崔毅 邢卫东 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期64-69,共6页

针对可变几何排气管增压系统在6缸机上的应用效果进行了模拟试验研究,利用原机脉冲增压系统排气管模拟阀门关,用新加工的准定压增压系统排气管模拟阀门开。试验结果表明:在标定工况下准定压增压系统的油耗比脉冲增压系统的油耗降低4.7 g... 针对可变几何排气管增压系统在6缸机上的应用效果进行了模拟试验研究,利用原机脉冲增压系统排气管模拟阀门关,用新加工的准定压增压系统排气管模拟阀门开。试验结果表明:在标定工况下准定压增压系统的油耗比脉冲增压系统的油耗降低4.7 g/(kW.h)。原因是当增压方式为准定压增压系统时,在强制排气过程中,排气管内排气平均压力减小,使泵气负功减小,油耗下降。 展开更多

关键词 内燃机 柴油机 可变几何排气管 涡轮增压 排气压力波 泵气功

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基于神经网络的可变几何涡轮增压柴油机优化控制

14

作者 夏宇敬 《湖北农机化》 2019年第18期147-148,共2页

现代柴油机很多都安装有可变几何涡轮增压器、排气再循环系统、高压共轨喷射系统等,以便满足排气标准的同时提高发动机的输出功率。因而,柴油机的控制成为一项有难度的工作。据此,着重研究发动机静态和动态条件下柴油机最优控制策略的... 现代柴油机很多都安装有可变几何涡轮增压器、排气再循环系统、高压共轨喷射系统等,以便满足排气标准的同时提高发动机的输出功率。因而,柴油机的控制成为一项有难度的工作。据此,着重研究发动机静态和动态条件下柴油机最优控制策略的数学优化过程。 展开更多

关键词 神经网络 动态分析 柴油机 可变几何涡轮增压器

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可变几何排气管增压系统与其他增压系统的对比计算研究 被引量：3

15

作者 王绍明 朱骏 +4 位作者 邓康耀 崔毅 刘毅 荣伟华 张国征 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期49-53,58,共6页

为了解决某船用8缸机高低负荷兼顾的问题,提出了1种全新的可变几何排气管增压系统,它通过安装在排气管上的可控阀门来实现增压方式的转换。利用GT-POWER对可变几何排气管增压系统进行了计算研究,根据油耗最优原则找出其阀门开和阀门关... 为了解决某船用8缸机高低负荷兼顾的问题,提出了1种全新的可变几何排气管增压系统,它通过安装在排气管上的可控阀门来实现增压方式的转换。利用GT-POWER对可变几何排气管增压系统进行了计算研究,根据油耗最优原则找出其阀门开和阀门关之间的切换点在50%负荷;又分别对四脉冲增压系统、PC系统、MPC系统和MIXPC系统进行了计算研究。计算结果表明:在25%、50%、75%、100%负荷,可变几何排气管增压系统的油耗均小于四脉冲增压系统、MPC增压系统和MIXPC增压系统的油耗,扫气系数均大于四脉冲增压系统、MPC增压系统和MIXPC增压系统的扫气系数。 展开更多

关键词 内燃机 船用柴油机 可变几何排气管 涡轮增压 油耗 扫气系数

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可变几何排气管增压系统在船用发动机上的模拟试验研究 被引量：2

16

作者 王绍明 荣伟华 +3 位作者 卢金红 邓康耀 崔毅 辛强之 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期520-526,共7页

可变几何排气管增压系统通过安装在排气管上的可控阀门来实现增压方式的转换,它能够较好的实现船用发动机高低转速工况的兼顾.笔者对自己提出的一种新型的适用于船用8缸机的可变几何排气管增压系统进行了模拟试验,并与原机MIXPC增压系... 可变几何排气管增压系统通过安装在排气管上的可控阀门来实现增压方式的转换,它能够较好的实现船用发动机高低转速工况的兼顾.笔者对自己提出的一种新型的适用于船用8缸机的可变几何排气管增压系统进行了模拟试验,并与原机MIXPC增压系统进行了对比分析.结果表明:新设计的可变几何排气管增压系统阀门开关的切换点负荷为85%;各个负荷的涡前排温比原机都有明显下降;在负荷25%阀门关闭时燃油消耗率比原机下降18,g/(kW.h),在负荷100%阀门打开时燃油消耗率和原机水平相当. 展开更多

关键词 柴油机 可变几何 排气管 涡轮增压

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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

17

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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可变几何排气管增压系统的设计与试验研究 被引量：1

18

作者 王绍明 朱骏 +3 位作者 邓康耀 崔毅 邢卫东 张艳丽 《车用发动机》 北大核心 2011年第1期56-60,64,共6页

针对某车用6缸机高低转速工况兼顾的问题提出了一种可变几何排气管增压系统,并进行了稳态模拟试验,分别用原机脉冲增压系统排气管和新加工的准定压增压系统排气管来模拟可变几何排气管增压系统的可控阀门关和开的状态。试验结果表明:在... 针对某车用6缸机高低转速工况兼顾的问题提出了一种可变几何排气管增压系统,并进行了稳态模拟试验,分别用原机脉冲增压系统排气管和新加工的准定压增压系统排气管来模拟可变几何排气管增压系统的可控阀门关和开的状态。试验结果表明:在低速工况关闭可控阀门,可以充分利用脉冲能量;在高速工况打开可控阀门,可以减小泵气损失。 展开更多

关键词 可变几何增压 排气管 涡轮增压 泵气损失 柴油机

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8170型柴油机应用可变几何排气管增压系统的计算研究 被引量：2

19

作者 王绍明 邓康耀 +4 位作者 崔毅 黄猛 辛强之 陈山 张国征 《船海工程》 2011年第2期84-88,90,共6页

为了实现8缸柴油机高低负荷兼顾,提出新的可变几何排气管增压系统,通过安装在排气管上的可控阀门来实现增压方式的转换。对可变几何排气管增压系统进行稳态和瞬态计算研究。稳态计算结果表明,与原机MPC增压系统相比,在25%、50%、75%和1... 为了实现8缸柴油机高低负荷兼顾,提出新的可变几何排气管增压系统,通过安装在排气管上的可控阀门来实现增压方式的转换。对可变几何排气管增压系统进行稳态和瞬态计算研究。稳态计算结果表明,与原机MPC增压系统相比,在25%、50%、75%和100%负荷时,可变几何排气管增压系统的平均扫气系数均大于MPC系统的平均扫气系数,油耗均小于MPC增压系统的油耗。瞬态计算结果表明,可控阀门关闭以后,压气机后进气压力增加的程度较大。 展开更多

关键词 柴油机 可变几何 排气管 增压方式 涡轮增压

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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

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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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