柔性排气对低速柴油机性能影响研究
发布时间：2020-12-31 05:56
发动机的配气相位对其动力性、经济性及排放性能都有重要的影响。低速二冲柴油机转速和负荷变化时,对进排气有着不同的需求。柔性排气技术的应用根据不同工况调整排气阀的配气相位和排气阀最大升程,可以充分发挥柴油机的性能,提高动力性、经济性以及排放性能指标。本文针对小缸径船用低速二冲程柴油机,基于GT-Power和modeFRONTIER软件,以排气阀的排气参数为变量进行了多目标优化联合仿真研究,选取不同工况下排气参数开展仿真计算,获得各工况最优的可变排气阀升程参数。应用GT-Power软件,仿真研究可变排气阀相位、升程和开启关闭速度对柴油机有效功率、有效燃油消耗率和NOx排放量的影响,分析影响规律。根据可变排气的特点,仿真分析排气阀晚开和晚关的方式对米勒循环柴油机动力性和排放的改善。具体工作如下:首先,对小缸径低速柴油机多工况进行GT-Power一维工作过程建模,利用试验数据对各工况模型进行了校核标定,标定结果显示缸内压力、有效功率、有效燃油消耗率和NOx排放量的仿真值与所给的实验值较为吻合,模型较为准确,可作为后续工作的仿真模型。另外,为开展多目标优化,对原机排气阀升程进行了参数化拟合设计,将...
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
不同国家和地区船舶发动机排放法规比较
有马自达可变气口机构进气凸轮调相机构[9][10]。图1.2即为马自达可变配气机构，根据发动机的转速通过液压转换阀调节可变正时执行器提前腔和滞后腔的压力，使气门获得最佳的配气正时。图 1.2 马自达可变配气机构1.2.2 变凸轮型线可变配气机构（1）奥迪的 AVS 系统奥迪 AVS 系统每个气阀配有两组型线不同的凸轮，一个适用以高转速工况，另一个适用于低转速工况。工作时依据发动机运行工况依靠电磁驱动装置对螺旋槽套筒进行控制，切换至合适的凸轮，为排气阀的开启和关闭选择了合适的相位和排气阀升程。发动机处于高转速高负荷的工况时，电磁驱动装置推动螺旋套筒至右侧，大角度凸轮与气阀接触并顶推气阀[11][12]。此时的气阀最大升程为 11 毫米，该升程能较好的增加进气流量并增大进气流速，可以保证充足的进气，更有利于缸内燃烧从而满足发动机的动力需求。当发动机运行在小负荷时
图 1.3 奥迪 AVS 系统德国宝马公司的可变配气机构[13]国宝马公司的可变气门机构气阀相位和气阀升程同时可变。进气凸推杆，中间推杆驱动摇臂摆动，完成气口开启或闭合。推杆处于活动着偏心轴转动，由于旋转中心产生位移，传动比随之变化，气门最变化。其中偏心轴的调节范围为 0-170°，进气口最大升程可调范，配气相位在 60°CA 范围内连续可变。【1】
【参考文献】：
期刊论文
[1]机内净化降低船用二冲程柴油机NO_x排放仿真[J]. 贾亢,孙凯,王天友,鲁祯,桂勇,韩连任. 内燃机学报. 2017(05)
[2]米勒循环模式的柴油机性能及NO_x排放的数值研究[J]. 刘鑫,魏胜利,冷先银,纪坤鹏,王飞虎. 广西大学学报(自然科学版). 2015(02)
[3]米勒循环对船用低速柴油机性能影响的仿真研究[J]. 王筱蓉,刘辰朋,尹子峰,尹升奇. 船舶工程. 2014(04)
[4]米勒循环汽油机部分负荷燃油经济性研究[J]. 范巍,吴健,李云龙,张少哲,裴毅强. 车用发动机. 2014(02)
[5]大功率中速米勒循环柴油机NO_x排放特性数值模拟[J]. 袁文华,何爽,田江平,依平,隆武强. 中南大学学报(自然科学版). 2014(01)
[6]进气加湿结合米勒循环降低船用中速柴油机NO_x排放的研究[J]. 刘瑞,孙强,平涛,胡必柱. 柴油机. 2013(05)
[7]发动机可变配气相位技术分析[J]. 裴广华. 汽车实用技术. 2013(01)
[8]发动机可变气门升程技术概述[J]. 宋学忠,马丽娜. 内燃机与配件. 2013(01)
[9]无凸轮轴发动机电液驱动配气机构阻尼孔优化设计[J]. 谷艳华,胡乃硕,高峰军,李华,王有坤,郭英男. 农业机械学报. 2012(09)
[10]船用柴油机米勒循环两级增压系统的设计研究[J]. 汪齐富,崔毅,邓康耀,王新权,李翔. 柴油机. 2012(02)
硕士论文
[1]柴油机全可变电液驱动配气机构优化设计与驱动控制研究[D]. 惠小亮.哈尔滨工程大学 2015
[2]发动机全可变液压气门机构气门运动特性仿真研究[D]. 孙常林.山东大学 2014
[3]柴油机全可变电液配气驱动技术及性能仿真研究[D]. 李宾龙.哈尔滨工程大学 2014
[4]可变气门机构及米勒循环降低柴油机NO_x排放的研究[D]. 纪森火.大连理工大学 2013
[5]全可变气门机构对车用发动机进气性能的影响[D]. 贾德民.山东大学 2013
[6]基于配气凸轮驱动的全可变液压气门机构气门运动规律的研究[D]. 强超.山东大学 2013
[7]气动—内燃混合动力可变气门系统研究[D]. 叶锦.浙江大学 2013
[8]电控燃油喷射系统通用驱动平台设计[D]. 赵文圣.哈尔滨工程大学 2013
[9]电液控制无凸轮配气机构的仿真设计与控制优化[D]. 胡乃硕.吉林大学 2012
[10]发动机电磁驱动配气机构的控制技术研究[D]. 顾浩.南京理工大学 2012
本文编号：2949095
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
不同国家和地区船舶发动机排放法规比较
有马自达可变气口机构进气凸轮调相机构[9][10]。图1.2即为马自达可变配气机构，根据发动机的转速通过液压转换阀调节可变正时执行器提前腔和滞后腔的压力，使气门获得最佳的配气正时。图 1.2 马自达可变配气机构1.2.2 变凸轮型线可变配气机构（1）奥迪的 AVS 系统奥迪 AVS 系统每个气阀配有两组型线不同的凸轮，一个适用以高转速工况，另一个适用于低转速工况。工作时依据发动机运行工况依靠电磁驱动装置对螺旋槽套筒进行控制，切换至合适的凸轮，为排气阀的开启和关闭选择了合适的相位和排气阀升程。发动机处于高转速高负荷的工况时，电磁驱动装置推动螺旋套筒至右侧，大角度凸轮与气阀接触并顶推气阀[11][12]。此时的气阀最大升程为 11 毫米，该升程能较好的增加进气流量并增大进气流速，可以保证充足的进气，更有利于缸内燃烧从而满足发动机的动力需求。当发动机运行在小负荷时
图 1.3 奥迪 AVS 系统德国宝马公司的可变配气机构[13]国宝马公司的可变气门机构气阀相位和气阀升程同时可变。进气凸推杆，中间推杆驱动摇臂摆动，完成气口开启或闭合。推杆处于活动着偏心轴转动，由于旋转中心产生位移，传动比随之变化，气门最变化。其中偏心轴的调节范围为 0-170°，进气口最大升程可调范，配气相位在 60°CA 范围内连续可变。【1】
【参考文献】：
期刊论文
[1]机内净化降低船用二冲程柴油机NO_x排放仿真[J]. 贾亢,孙凯,王天友,鲁祯,桂勇,韩连任. 内燃机学报. 2017(05)
[2]米勒循环模式的柴油机性能及NO_x排放的数值研究[J]. 刘鑫,魏胜利,冷先银,纪坤鹏,王飞虎. 广西大学学报(自然科学版). 2015(02)
[3]米勒循环对船用低速柴油机性能影响的仿真研究[J]. 王筱蓉,刘辰朋,尹子峰,尹升奇. 船舶工程. 2014(04)
[4]米勒循环汽油机部分负荷燃油经济性研究[J]. 范巍,吴健,李云龙,张少哲,裴毅强. 车用发动机. 2014(02)
[5]大功率中速米勒循环柴油机NO_x排放特性数值模拟[J]. 袁文华,何爽,田江平,依平,隆武强. 中南大学学报(自然科学版). 2014(01)
[6]进气加湿结合米勒循环降低船用中速柴油机NO_x排放的研究[J]. 刘瑞,孙强,平涛,胡必柱. 柴油机. 2013(05)
[7]发动机可变配气相位技术分析[J]. 裴广华. 汽车实用技术. 2013(01)
[8]发动机可变气门升程技术概述[J]. 宋学忠,马丽娜. 内燃机与配件. 2013(01)
[9]无凸轮轴发动机电液驱动配气机构阻尼孔优化设计[J]. 谷艳华,胡乃硕,高峰军,李华,王有坤,郭英男. 农业机械学报. 2012(09)
[10]船用柴油机米勒循环两级增压系统的设计研究[J]. 汪齐富,崔毅,邓康耀,王新权,李翔. 柴油机. 2012(02)
硕士论文
[1]柴油机全可变电液驱动配气机构优化设计与驱动控制研究[D]. 惠小亮.哈尔滨工程大学 2015
[2]发动机全可变液压气门机构气门运动特性仿真研究[D]. 孙常林.山东大学 2014
[3]柴油机全可变电液配气驱动技术及性能仿真研究[D]. 李宾龙.哈尔滨工程大学 2014
[4]可变气门机构及米勒循环降低柴油机NO_x排放的研究[D]. 纪森火.大连理工大学 2013
[5]全可变气门机构对车用发动机进气性能的影响[D]. 贾德民.山东大学 2013
[6]基于配气凸轮驱动的全可变液压气门机构气门运动规律的研究[D]. 强超.山东大学 2013
[7]气动—内燃混合动力可变气门系统研究[D]. 叶锦.浙江大学 2013
[8]电控燃油喷射系统通用驱动平台设计[D]. 赵文圣.哈尔滨工程大学 2013
[9]电液控制无凸轮配气机构的仿真设计与控制优化[D]. 胡乃硕.吉林大学 2012
[10]发动机电磁驱动配气机构的控制技术研究[D]. 顾浩.南京理工大学 2012
本文编号：2949095
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