重型车用国Ⅴ柴油机性能设计及标定方法研究

发布时间：2017-08-23 23:30

  本文关键词：重型车用国Ⅴ柴油机性能设计及标定方法研究

  更多相关文章： 重型柴油机 性能设计 性能试验开发 国Ⅴ排放 台架标定

【摘要】：随着世界经济的飞速发展以及重型商用车技术的不断突破,高速大功率的柴油机逐渐成为发展趋势,但由此带来了尾气污染方面的难题。从上世纪九十年代前后直到现在,世界主要经济体如美国、欧盟、日本以及中国,先后对机动车尾气排放制定了不同阶段的排放法规,排放限值逐渐降低。虽说环保法规的制定是为了改善人类居住的环境,但人类已经适应了汽车带给他们舒适便捷的生活条件,汽车在生活中已经成为了不可或缺的一种工具。面对这种矛盾,人类工程师们在机械、电子、材料、化学等方面不断攻关,使汽车技术取得一个又一个的突破,以适应越来越严格的环保标准。本文分析了柴油机的发展趋势,着重介绍了国内外柴油机的技术发展现状。以一款一汽CA6DL2国Ⅳ重型柴油机为研究对象,通过性能设计及热力学分析,分析研究了发动机性能提升及排放达到国Ⅴ的技术措施以及结果。详细介绍了发动机对标目标、边界条件、排放控制策略、燃烧系统配置方案。通过发动机台架性能开发及排放试验,对燃烧配置方案进行了优化对比研究,针对影响发动机性能与排放的喷油嘴、增压器、缸盖以及燃烧室进行了试验对比分析,确定了满足发动机开发目标要求的最优方案,并对最终选型的燃烧配置方案进行阶段性冻结。以最终燃烧配置方案为基础样机,应用以CANape工具开发的自主标定软件对该发动机进行了标定研究,其中包括影响性能及排放的常规模块标定以及OBD标定。通过本文对重型车用国Ⅴ柴油机性能设计及标定方法的研究,建立了一套柴油机性能设计及开发的试验方法,总结了燃烧配置方案选型的评价标准及国Ⅴ柴油机标定流程,对开发及标定满足更加严格的国Ⅵ排放法规发动机具有现实指导意义。
【关键词】：重型柴油机 性能设计 性能试验开发 国Ⅴ排放 台架标定
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U464.172
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-11
• 第1章 绪论11-19
• 1.1 课题研究背景11-12
• 1.2 国内外重型柴油机技术现状12-18
• 1.2.1 高压直喷共轨技术12-13
• 1.2.2 涡轮增压中冷及废气再循环技术13-14
• 1.2.3 四气门技术14-15
• 1.2.4 尾气后处理技术15-17
• 1.2.5 发动机台架标定技术17-18
• 1.3 本文研究的意义及主要工作内容18-19
• 第2章 重型柴油机性能设计19-29
• 2.1 设计开发任务及主要目标19-20
• 2.2 基于发动机性能定义的边界条件20
• 2.3 性能对标和性能指标定义20-21
• 2.4 发动机排放控制策略21-22
• 2.4.1 排放法规21-22
• 2.4.2 排放控制策略22
• 2.5 发动机燃烧系统概念设计22-25
• 2.5.1 供油系统23-24
• 2.5.2 进气流动的组织24
• 2.5.3 缸内燃烧组织24-25
• 2.6 发动机换气系统25-26
• 2.7 燃烧系统配置方案总结26
• 2.8 本章小结26-29
• 第3章 热力学计算分析29-39
• 3.1 引言29
• 3.2 边界条件/计算模型29-32
• 3.2.1 原机模型校对29-31
• 3.2.2 发动机边界条件31-32
• 3.2.3 计算模型32
• 3.3 管系结构尺寸优化32-33
• 3.4 气门正时和升程的优化33-34
• 3.4.1 气门正时优化33-34
• 3.4.2 气门升程优化34
• 3.5 增压器匹配34-35
• 3.6 全负荷性能预测35-38
• 3.7 本章小结38-39
• 第4章 性能及排放开发试验研究39-55
• 4.1 发动机台架及适用法规39-40
• 4.1.1 发动机台架介绍39
• 4.1.2 适用法规标准39-40
• 4.2 柴油机基本参数配置及开发目标40-42
• 4.2.1 柴油机基本参数配置40
• 4.2.2 柴油机开发目标及主要边界条件控制40-42
• 4.3 柴油机测试样机样件描述42-44
• 4.3.1 缸盖42
• 4.3.2 燃烧室42-43
• 4.3.3 配气系统43-44
• 4.3.4 供油系统44
• 4.3.5 增压器44
• 4.4 性能开发过程44-51
• 4.4.1 增压器选择44-46
• 4.4.2 喷油嘴选择46-48
• 4.4.3 缸盖选择48-50
• 4.4.4 增压器一致性考核50-51
• 4.5 最终燃烧配置及试验结果51-53
• 4.6 本章小结53-55
• 第5章 台架标定试验方法研究55-71
• 5.1 引言55
• 5.2 标定流程55-57
• 5.3 标定项目57-69
• 5.3.1 基本配置参数标定57
• 5.3.2 常温怠速起动标定57
• 5.3.3 油嘴特性(加电时间)标定57-58
• 5.3.4 摩擦扭矩标定58
• 5.3.5 扭矩油量转换图表标定58
• 5.3.6 轨压、正时以及预喷优化标定58-59
• 5.3.7 驾驶性、烟度限制及发动机保护标定59-60
• 5.3.8 后处理系统标定60-62
• 5.3.9 针对城市工况用车的WHTC标定62-63
• 5.3.10 OBD标定63-69
• 5.4 本章小结69-71
• 第6章 结论及展望71-73
• 6.1 结论71
• 6.2 展望71-73
• 参考文献73-77
• 作者简介77-78
• 致谢78

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本文编号：727924