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  • 中山防撞车出租, 防撞车出租, 防撞车租赁    几种不同流量控制方式在发动机测试中的对比效果?
    新闻分类:公司新闻   作者:admin    发布于:2022-07-104    文字:【】【】【

             中山防撞车出租, 防撞车出租, 防撞车租赁    几种不同流量控制方式在发动机测试中的对比效果?     为了对比不同流量控制方式对非对称双流道涡轮增压发动机性能的影响,在原有9L发动机匹配的非对称双流道涡轮机基础上,匹配了几种不同类型流量控制阀,并与相同的压缩机匹配,组成不同的非对称双流道涡轮增压器方案。其中大流道旁通阀方案为原机非对称双流道涡轮机增压器方案。 

              1 大小流道旁通阀方案比较为了比较大小流道旁通阀非对称双流道涡轮机对发动机性能的影响,两台测试用的非对称双流道涡轮机增压器只有旁通系统不同,其他均相同。在低于发动机1200 r/min区域,为了保证足够的进气量,废气旁通阀需处于关闭状态。因此,在该发动机转速范围,EGR阀开度(EVO)是EGR率和空燃比调节的唯一方式。而在高于1200 r/min区域,废气旁通阀与EGR阀共同作用,以获得所需的EGR率和空燃比。 

              (1) 发动机外特性工况对比:   在相同的燃油喷射标定下,两种方案都是在发动机测试台架中进行测试。各外特性工况的调整策略是通过调整EGR阀开度和废气旁通阀的开度,以尽可能达到目标所需的EGR率和以达到最佳BSFC 两种不同旁通阀系统非对称双流道涡轮机在发动机测试中的比较。当发动机转速低于1200 r/min时,由于废气旁通阀的开度为0,因此两种方案的性能保持一致。而当发动机转速高于1200 r/min时,两者之间的差异开始出现。 展示了不同发动机转速下EGR率和空燃比的测试对比结果。通过调节EGR阀的开度和废气旁通阀的开度,两种方案的EGR率与目标值都有很好的一致性。然而,当发动机转速高于1200 r/min时,带小流道废气旁通阀的非对称双流道涡轮机的空燃比要更高,而且随着发动机转速的增加,两者之间的空燃比差距也越大。 在发动机转速高于1200 r/min时,带有小流道废气旁通阀的非对称双流道涡轮机方案的发动机进气歧管和涡轮进口的平均压力差(ADP)也高于大流道废气旁通阀的非对称双流道涡轮机。这表明采用小流道废气旁通阀的非对称双流道涡轮机可以降低更多的发动机泵气损失,改善发动机的呼吸特性。随着ADP的降低,大流道旁通方案很难获得更高的空气流量和空燃比,在高转速区域尤为明显。 由于EGR节流阀的损失,EGR阀开度也会影响ADP。 同小流道旁通相比,由于P8P4之间压差更高,大流道旁通的非对称双流道涡轮机需要更低的EVO来满足所需的EGR率。这意味着EGR回路中的节流损失更大,降低了ADP及增加发动机泵气损失。此外,涡轮效率是影响ADP和发动机性能的核心因素。当旁通阀打开后,在发动机中高转速区域,大流道废气旁通阀非对称双流道涡轮机的涡轮效率下降比小流道废气旁通阀方案下降更快。一般来说,大流道涡轮机比小流道涡轮机效率更高,因此旁通大流道中的废气显然是不合理的,这会导致非对称双流道涡轮机效率降低更快。此外,大流道旁通直接增加了双流道间的压差,使得非对称双流道涡轮机的运行效率更低。对于相同的发动机工况,大流道旁通阀比小流道旁通阀需要更高的涡轮膨胀比来攫取所需的涡轮功率。这导致ADP更高,发动机性能更差。带有小流道废气旁通阀的非对称双流道涡轮机可以获得更好的发动机性能。在发动机1200~1900r/min外特性工况,小流道废气旁通阀方案的BSFC比大流道旁通方案低约0.5~1.5% 综上所述,同大流道旁通相比,小流道旁通阀打开后,小流道中的压力降低,可使得大小流道中的压力更趋于平衡,提高涡轮运行效率。同时,小流道打开后,可以有效降低中高速EGR回路的压差,这进一步改善发动机气缸呼吸特性及油耗。因此,小流道旁通的方式更适合非对称双流道涡轮机的应用,在相同的EGR率条件下,它可以获得更高的涡轮运行效率,更低的EGR回路压力损失,更低的泵气损失,更高的空燃比以及更优的油耗。 

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              (2) 小流道旁通阀非对称双流道涡轮机运行特性小流道旁通阀方案获得更好的发动机性能表现,本质上得益于小流道旁通阀对非对称双流道涡轮机流动特性的影响。因此研究小流道旁通阀非对称双流道涡轮机在发动机上的工作特性,对理解涡轮机与发动机的匹配性非常重要。 发动机进气歧管和非对称双流道涡轮机双进口的压差随发动机转速的变化。其中,dp48是进气歧管和小流道入口压力差,它在所有的发动机转速区域上都小于0,这意味着在所有发动机外特性运行工况下都有足够的EGR驱动能力。而dp46是发动机进气歧管和大流道进口处的压力差,在发动机中低转速范围内(<1500 r/min)dp46都为正,所以发动机在这些运行范围可以获得良好的呼吸特性,这意味着发动机可以获得较好的扫气效率和较低的泵气损失。同时,在发动机中低转速下(<1400 r/min)ADP为正也说明非对称双流道涡轮机的总体呼吸特性良好。 为了满足EGR驱动的要求,对称双流道涡轮机一般需要在所有发动机运行工况下,dp48dp46都要为负。基于此,非对称双流道涡轮机明显优于对称双流道涡轮机。这就是为什么非对称双流道涡轮机能够获得更好的发动机性能的本质原因。 值得注意的是,当发动机转速从1300 r/min增加到1900 r/min,废气旁通阀的开度也越来越大,越来越多的废气从小流道进口直接旁通到涡轮出口。它导致小流道进口压力P8的增加越来越缓慢,甚至在标定点接近大流道进口压力P6的值。这表明P8P4之间的压差增加也变得缓慢,甚至1300 r/min时的压差比1200/分时还降低了5Kpa。因此,小流道废气旁通阀的解决方案可以有效改善涡轮运行效率,从而改善发动机泵气损失和燃油经济性。

     

             小流道旁通非对称双流道涡轮机涡轮性能台架测试,CFD计算和发动机测试的涡轮流量参数和膨胀比特性。图中表明发动机外特性工况下的非对称双流道涡轮机的运行状态一般属于部分进气状态。在发动机低于1200 r/min时,大小流道涡轮机的发动机台架测试结果与CFD结果吻合较好;但在发动机转速高于1200 r/min时,小流道涡轮机的运行点明显偏离了CFD结果。这主要是因为小流道旁通阀打开。由于小流道废气旁通阀逐渐打开,小流道涡轮机在1200 r/min后的流量参数明显增大,导致总的双流道进口流量参数也增大,并逐渐接近和超过等进气流量参数曲线。此外, 在发动机高转速区域,小流道进口的压力越来越接近大流道进口的压力。这表明随着小流道废气旁通阀的逐渐打开,涡轮机逐步从部分进气的流动条件向等进气的流动条件转变。 小流道旁通非对称双流道涡轮机在发动机外特性工况下的涡轮运行效率。在废气旁通阀开启前,部分进气条件下,发动机测试的涡轮效率趋势与涡轮台架测试得到的涡轮性能趋势接近。而当废气旁通阀打开后,被旁通的废气能量直损失,使涡轮级效率迅速下降。考虑了旁通排气能量损失的涡轮一维匹配计算结果也与实际发动机运行状态的涡轮运行效率结果非常接近,效率和流量参数的最大偏差分别为1.5%2%。这表明非对称双流道涡轮机的匹配方法有效。 

     

             

              综上所述,同大流道旁通相比,小流道旁通阀方案可以获得更低的进排气压差及更低的泵气损失。随着小流道旁通阀的打开,非对称双流道涡轮机的流动状态将从部分进气状态向等进气状态靠近,使得涡轮运行效率得到改善。同时,发动机测试得到的大小流道流通能力曲线同CFD的计算结果接近,同一维匹配计算的结果也基本一致。

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    点击次数:641  更新时间:2022-07-10  【打印此页】  【关闭
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