增壓車用天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)增壓器匹配及性能優(yōu)化.pdf

1、隨著石油短缺和環(huán)境污染問題的日益突出，發(fā)展車用發(fā)動(dòng)機(jī)代用燃料顯得越來越重要。本文通過數(shù)值模擬軟件GT-Power對(duì)某公司的一款1.5L CNG(壓縮天然氣)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行了渦輪增壓器的匹配及性能優(yōu)化。
　　首先，運(yùn)用GEM3D工具離散化的方法建立了某1.5L自然吸氣車用天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)GT-Power仿真模型，該建模方法能夠提高建模效率和建模精度，經(jīng)用試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)模型進(jìn)行校核，模型最大誤差為3.64％，滿足工程應(yīng)用要求。
　　在自然吸

2、氣天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)計(jì)算模型的基礎(chǔ)上建立了渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)模型。利用該模型對(duì)由兩個(gè)渦輪機(jī)A、B和三個(gè)壓氣機(jī)C、D、E相互組合的六種渦輪增壓器匹配方案分別進(jìn)行了計(jì)算，綜合分析了六種方案與發(fā)動(dòng)機(jī)的匹配情況，最終確定由渦輪機(jī)A和壓氣機(jī)E組合的方案3為最優(yōu)方案。接著對(duì)渦輪增壓器方案3進(jìn)行了臺(tái)架試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的最大扭矩為190.8N.m(2800r/min)，最大功率為85.9kW(5200r/min)，達(dá)到了預(yù)期性能開發(fā)目標(biāo)值。將模擬值與

3、試驗(yàn)值進(jìn)行對(duì)比，模擬值最大誤差小于5％，在工程應(yīng)用允許誤差范圍內(nèi)。
　　最后，用DOE(design of experiment)試驗(yàn)設(shè)計(jì)工具對(duì)增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火提前角進(jìn)行了優(yōu)化，優(yōu)化后發(fā)動(dòng)機(jī)在缸內(nèi)最大爆發(fā)壓力和渦前排氣溫度的限制下扭矩最大提高了9.3％。優(yōu)化了發(fā)動(dòng)機(jī)外特性和2800r/min部分負(fù)荷時(shí)不同壓縮比下的點(diǎn)火提前角，在外特性下受缸內(nèi)最大爆發(fā)壓力和渦前排氣溫度的限制，隨著壓縮比的增大，發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩略有增大，燃?xì)庀穆事杂薪档?/p>