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          路灯升降车出租, 从化路灯升降车出租, 增城路灯升降车出租      非对称度对路灯升降车的发动机脉冲排气的影响??      基于双流道总关键截面积相同,而ASY0.360.430.5的三种非对称双流道涡轮机在12.5L国六发动机上的测试结果,研究了ASY对发动机排气脉冲的影响。为了更好的研究ASY单因子的影响,测试过程保持EGR阀和平衡阀关闭,所有的边界条件如喷油标定、涡轮增压器进排气背压和中冷温度等一致。 在发动机高转速区域,关闭EGR阀和平衡阀会导致增压器转速超速,同时涡前压力也会大幅增加。这对增压器和发动机的安全性有很大影响。因此,在工况选择上只针对低转速800 r/min以及发动机关键运行转速1100 r/min两个外特性工况进行了研究。随着发动机转速的提高,发动机排气脉冲强度将持续降低。所以1100 r/min外特性工况的规律也适用高于1100 r/min的发动机工况,只是脉冲特性的影响进一步减弱。

 

          (1) 排气脉冲强度:   从不同ASY的涡轮机在发动机8001100 r/min外特性工况下的压力脉冲随曲轴转角的变化关系。随着ASY的提高,大小流道的关键截面积分别减小和增加,大小流道进口的脉冲波动幅度越来越接近。三种不同ASY涡轮机的大流道进口的压力脉冲波谷区域极为接近,而波峰值却分离较大,这表明大流道进口的脉冲强度随ASY的提高而增强。而小流道进口的压力脉冲波峰波谷都分离较大,这表明非对称度增加对小流道进口的压力脉冲值提高明显。 从不同ASY涡轮机在发动机8001100 r/min外特性工况下的进口排气脉冲强度。ASY0.36增加到0.5,小流道进口的排气脉冲强度持续降低,800 r/min1100 r/min分别降低约7%和约5%。大流道进口脉冲强度有所提高,800 r/min1100 r/min工况分别提高11%8%。总脉冲强度则略有改善,8001100 r/min工况均大约提高2~3%。由于三种不同ASY的双流道总关键截面积相同,所以ASY越小,小流道的关键截面积越小,大流道的关键截面积越大。而根据排气歧管脉冲模型公式(2-37)可知,排气歧管的容积越大,脉冲压力的变化率𝑃𝑒𝑥ℎ𝑑𝑡越小。因此,大小流道容积同脉冲强度变化成反比。测试得到的大小流道脉冲强度随ASY的变化规律同模型分析结果相符。 另一方面,总脉冲强度随着ASY增大而略有提高,这是大小流道内废气不对称流动的相互影响减弱所致。对于非对称双流道涡轮增压发动机的脉冲排气,小流道进口的压力在绝大多数时候比大流道进口高。ASY越小,大小流道的流通域相差越大即小流道更小,大流道更大,更多的小流道进口的废气会绕过双流道分隔墙流入大流道。这对大流道中原有步调的脉冲排气流会造成冲击,削弱大流道中的脉冲强度。反之,ASY越大,大流道进口的排气脉冲强度损失减少,改善总脉冲强度。 

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         (2) 流量参数: 从8001100 r/min外特性工况下,不同ASY涡轮机的大、小流道进口流量参数与膨胀比的关系。随着ASY增加,大流道进口的流量参数往低流量参数大膨胀比方向偏移。这主要因为大流道的流通面积随ASY的增加而减小,这导致大流道进口的压力脉冲值增加,流量参数降低而膨胀比增加。同理,小流道流通面积随着ASY而增大。所以随着ASY增加,小流道进口流量参数往大流量参数低膨胀比的方向偏移。 另一方面,大小流道进口主脉冲压力上升和下降段主要对应的是大小流道进口流量参数运行于等进气和单进气状态流通能力曲线之间。随着ASY增加,主脉冲压力上升和下降段所对应的大流道进口流量参数越来越接近,而小流道进口的流量参数分离则越来越清晰。这主要是因为随着ASY增加,小流道的流通面积增大而大流道的流通面积缩小。这导致小流道进口脉冲强度增加,流量参数及膨胀比的变化范围扩大,从而使得主脉冲压力上升和下降段所对应的流量参数分离清晰。而大流道的流通面积随着ASY的增加而减小,其规律同小流道相反。大小流道进口次脉冲压力附近的区域对应于大小流道进口流量参数运行于等进气流通能力曲线以下的区域。在该区域,大流道进口的流量参数运行范围随ASY增加而扩大。其主要原因是随着ASY的增加,大小流道进口的压力脉冲偏差变小,小流道窜入大流道的排气量也减少,从而改善大流道内废气的流动效率,提高大流道进口脉冲强度,扩大流量参数运行范围。相反,小流道进口的流量参数运行范围则缩小。

 

         (3) 涡轮等熵能量: 发动机8001100r/min满负荷工况下,不同ASY涡轮机的720°曲轴转角周期涡轮等熵功随U/C分布的柏拉图。显然,三种方案的绝大部分涡轮等熵功都分布于低U/C区域。在U/C<0.63区域,三种方案在800r/min工况所占的能量比重均在70%以上;而1100r/min工况的能量占比有所降低,在60%以上。随着ASY的增加,涡轮机低U/C区域的涡轮等熵能量占比降低而高U/C区域的能量占比增加,主要原因是涡轮运行效率随ASY的增加而升高。因此,在相同涡轮等熵功的条件下可以转化更多的压缩功,产生更高的涡轮转速及涡轮进口圆周速度U,从而使得U/C升高,高U/C运行区域所占的涡轮等熵能量比重升高。同800r/min相比,1100r/min外特性工况在低U/C区域的涡轮等熵能量占比更低。在U/C<0.63区域,ASY=0.43方案的涡轮等熵能量占比降低约10%,其他ASY的方案也有类似趋势。 8001100 r/min外特性工况,所有方案的绝大多数涡轮等熵功均分布于低于U/C=0.7的区域。而1100 r/min工况获得的涡轮U/C运行状态相对更高,这说明有更高的废气能量占比运行于最佳U/C=0.7附近,从而具有更高的涡轮运行效率。 发动机8001100 r/min满负荷工况的大小流道进口720°曲轴转角周期内的涡轮等熵功率同ASY的关系。正因为上述原因,1100 r/min外特性工况的三种涡轮机运行效率比800r/min工况均高3~4%左右。此外,随着ASY增加,大小流道进口涡轮等熵功率分别升高和降低。在800 r/min工况,当ASY0.36增加到0.5,小流道进口涡轮等熵功率从约13.4 KW降低到12.5 KW左右;而大流道进口涡轮等熵功率从11.6K升高到12.9 KW左右。总的涡轮等熵功率变化很小,偏差在2%以内。而在1100 r/min工况,当ASY0.36提高到0.5,小流道进口的涡轮等熵功率从约35.8w降低到31.7 KW;而大流道进口的涡轮等熵功率从29.6 KW升高到33.2 KW左右。总的涡轮等熵功率变化也很小,降低约1.5%。所以三种ASY涡轮机在8001100 r/min工况的总涡轮等熵功率分别保持相当。 另外,随着ASY提高,相对比油耗持续改善。在相同喷油量的条件下,相对比油耗的改善表明发动机制动功率的提高。而涡轮进口排气功率随着ASY提高维持相当。因此,根据能量守恒,可以推断出发动机制动功率的持续提高必定是发动机热损失降低所致。发动机热损失能量主要是发动机为了防止过热,通过发动机液冷和风冷系统将高热的发动机机体能量散发到大气中的这部分热能。由于实验过程中机油温度和水温都控制相当,因此排气温度的高低一定程度可表明发动机本体的温度以及发动机热损失的大小。 产生以上变化的根本原因是涡轮运行效率的变化。随着ASY增加,涡轮实际运行状态更接近等进气状态,涡轮循环平均效率提高。当ASY0.36增加到0.5800 r/min工况下的涡轮循环平均效率从64.9%提高到73.23%左右;1100  r/min工况下的涡轮循环平均效率从72.9%提高到76.2%左右。由于涡轮机前排气能量基本不随ASY变化,因此,涡轮效率的改善可使得压气机压缩功及空燃比得到提高,进而改善发动机缸内燃烧效率及燃油经济性。另一方面,ASY的提高降低了小流道进口的涡前压力,从而降低发动机的泵气损失,这也有助于改善发动机性能。当ASY0.36提高到0.58001100 r/min外特性工况的相对空燃比也均提高8~9%,相对比油耗均降低了3%左右。

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