4.文献综述-某型涡轮增压柴油发动机特性分析研究.doc

本科生毕业设计(论文)文献综述设计 (论文)题目某型涡轮增压柴油发动机特性分析研究作者所在系别机电工程学院作者所在专业车辆工程作者所在班级B13141作 者 姓 名杨国明作 者 学 号201322195指导教师姓名臧继嵩指导教师职称实验师完 成 时 间2017年3月北华航天工业学院教务处制说 明1根据学校毕业设计(论文)工作暂行规定，学生必须撰写毕业设计(论文)文献综述。文献综述作为毕业设计(论文)答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。2文献综述应在指导教师指导下，由学生在毕业设计(论文)工作前期内完成，由指导教师签署意见并经所在专业教研室审查。3文献综述各项内容要实事求是，文字表达要明确、严谨，语言通顺，外来语要同时用原文和中文表达。第一次出现缩写词，须注出全称。4学生撰写文献综述，阅读的主要参考文献应在10篇以上（土建类专业文献篇数可酌减），其中外文资料应占一定比例。本学科的基础和专业课教材一般不应列为参考资料。5文献综述的撰写格式按毕业设计(论文)撰写规范的要求，字数在2000字左右。文献综述应与开题报告同时提交。涡轮增压柴油发动机特性分析研究的文献综述摘要：经过多年的研究、大量新技术的应用，柴油机最大的问题烟度和噪声取得重大突破，达到了汽油机的水平。现代的高性能柴油机由于热效率比汽油机高、污染物排放比汽油机少，作为汽车动力应用日益广泛。该论文介绍了某型涡轮增压柴油发动机的特性，概述了国内外柴油发动机的发展情况，简要分析其发展趋势。并对某型涡轮增压柴油发动机的特性进行分析研究。关键字：柴油发动机；发展；研究现状 Review on Turbocharged diesel engine performance analysis Abstract: After years of research, the application of a number of new technologies, and biggest problem with diesel smoke and noise of a major breakthrough, reached the level of gasoline engines. Modern high performance diesel engines due to the thermal efficiency than gasoline higher, less emissions than a gasoline engine, to power cars is widely used.This paper describes the characteristics of a turbocharged diesel engine, diesel engine developments were summarized, their trends are analyzed. And the analysis of the characteristics of a turbocharged diesel engine research.Key words: Diesel engine ；Development ；Research status1、 研究柴油发动机的科学意义及目的发动机作为动力机械，主要为其他工作机械提供必要的动力。对汽车而言，发动机作为其心脏，其输出特性直接影响车辆的行驶特性。因此，了解和掌握发动机的性能，对有效利用动力源，以及提高整车性能具有重要意义。而发动机的输出特性主要通过其动力性指标、经济性指标以及排放性能指标等随发动机使用工况的变化特性来表现出来。所以研究发动机特性的主要目的，在于正确评价发动机的特性，为汽车或其他工作机械正确选用动力源提供依据。同时，通过对发动机特性的评价与分析，为进一步改进发动机的性能使之与整车性能良好匹配提供有效途径。而柴油机作为发动机重要的一大类，也极具有研究意义。二、柴油发动机的现状 现代的高性能柴油机由于热效率比汽油机高、污染物排放比汽油机少，作为汽车动力应用日益广泛。西欧国家不但载货汽车和客车使用柴油发动机，而且轿车采用柴油机的比例也相当大。最近，美国联邦政府能源部和以美国三大汽车公司为代表的美国汽车研究所理事会正在开发新一代经济型轿车同样将柴油机作为动力配置。经过多年的研究、大量新技术的应用，柴油机最大的问题烟度和噪声取得重大突破，达到了汽油机的水平。下面是国外柴油机应用的一些先进技术：一、国外柴油机技术的现状与发展 现代的调整高性能柴油机由于热效率比汽油机高、污染物排放比汽油机少，作为汽车动力应用日益广泛。西欧国家不但载货汽车和客车使用柴油发动机，而且轿车采用柴油机的比例也相当大。最近， 美国联邦政府能源部和以美国三大汽车公司为代表的美国汽车研究所理事会正在开发新一代经济型轿车同样将柴油机作为动力配置。经过多年的研究、大量新技术的应用，柴油机最大的问题烟度和噪声取得重大突破，达到了汽油机的水平。下面是国外柴油机应用的一些先进技术：(一)共轨与四气门技术 国外柴油机目前一般采用共轨新技术、四气门技术和涡轮增压中冷技术相结合，使发动机在性能和排放限值方面取得较好的成效，能满足欧3排放限值法规的要求。四气门结构(二进气二排气)不仅可以提高充气效率，更由于喷油嘴可以居中布置，使多孔油束均匀分布，可为燃油和空气的良好混合创造条件;同时，可以在四气门缸盖上将进气道设计成两个独立的具有为同形状的结构，以实现可变涡流。这些因素的协调配合，可大大提高混合气的形成质量(品质)，有效降低碳烟颗粒、HC 和 NOX 排放并提高热效率。(2) 高压喷射和电控喷射技术 高压喷射和电控喷射技术是目前国外降低柴油机排放的重要措施之一，高压喷射和电控喷射技术的有效采用，可使燃油充分雾化，各缸的燃油和空气混合达到最佳，从而降低排放，提高整机(车)性能。(3) 增压中冷技术 采用涡轮增压增加柴油机的空气量，提高燃烧的过量空气因数是降低大负荷工况排气烟度、 PM排放量以及燃油消耗的有效措施。有效的空空中冷系统，可使增压空气温度下降到50以下，工作循环温度的下降有助于NOX的低排放和PM的下降，故目前重型车用柴油机都普遍是增压中冷型，不仅有助于低排放而且燃油经济性良好。此外，涡轮前排气旁通阀的应用，不仅能降低PM和CO排放，还可以改善涡轮增压柴油机的瞬态性能和低速扭矩。(四)排气再循环(EGR)技术的应用 EGR 是目前发达国家先进内燃机中普遍采用的技术，其工作原理是将少量废气引入气缸内， 这种不可再燃烧的 CO2及水蒸汽废气的热容量较大，能使燃烧过程的着火延迟期增加，燃烧速率变慢， 缸内最高燃烧温度下降，破坏 NOX的生成条件。EGR技术可使机动车NOX排放明显降低，但对重型车用柴油机而言，目前倾向于使用中冷EGR技术，因为其不仅能明显降低NOX，还能保持其他污染物的低水平。(五)后处理技术 柴油机后处理的目标是进一步改善PM和NOX的排放。 目前主要采用加装氧化型催化转化器和研究开发 NOX催化转化器以及具有良好再生能力的微粒捕集器。柴油的生产和贮存条件，是保证柴油发动机(车)正常运转延长使用寿命和保持低排放的重要保证。 例如瑞典的一级柴油使用中可减少CO排放达54%，HC 和NOX 排放达10%，PM 排放减少14%47%。 发达国家已普遍使用燃料清净剂，既能节省燃料，又能清除积碳、降低排放。(七)乳化柴油的应用 柴油加水掺合乳化剂，使其形成较为稳定的含水乳化柴油，这类改进型燃料的使用可明显降低柴油机(车)的排放，尤其是NOX和PM。目前美国报道这方面进展较多，我国也在这方面进行研究，且已取得可喜进展。加水20%乳化柴油(70天不分层)，在大型柴油机上100%负载工况下，功率不减，节油明显，动力输出比柴油上升4.3%，且烟度和NOX排放下降明显。然而，尽管这项技术对低排放有好处，但其潜在的问题如水结冰、水对发动机的腐蚀等问题尚待解决。(八)降低机油消耗 柴油机排放的颗粒物中，有相当一部分来自馏分较重的机油的燃烧。为了满足日益严格的柴油机(车)排放限值标准的要求，必须把来自机油的燃烧降至最低限度，即在保证发动机正常运转的前提下，最大限度地减少机油的消耗。为了降低柴油机的机油消耗，活塞环的优化设计和制造及缸套间的科学配置非常重要。3、 柴油发动机的发展趋势从当今世界各主要汽车与发动机公司开发的新一代柴油机的技术变化看来 ,尽管各有特点 ,但大体上反映了以下发展趋势: ( 1) 直喷式柴油机的比例不断提高 ,直喷式柴油机的缸径不断减小。如戴姆勒 -克莱斯勒公司用于SM ART 车的 BEN ZOM -660 机 ( D / S= 65. 5 /79 mm , 3缸 , 排量 0. 8 L) , 大众的 LUPO 机 ( D /S= 76. 5 /86. 4 mm, 3缸 ,排量 1. 19 L)。( 2) 广泛采用增压、中冷与多气门技术。柴油机气缸内能燃烧的燃料量取决于进入气缸的充气量 , 为此车用柴油机上广泛采用了涡轮增压与中冷技术 ( T AC) , 以及多气门技术。 如德国VW公司的LU PO机与 BEN ZOM -660机 ,都采用四气门 ,以提高充气效率。( 3) 实现高压喷射与电控。 为满足越来越严格的排放法规 (欧 与欧 标准 ) ,喷油压力不断提高。目前在传统的泵管嘴系统中 ,喷油压力已普遍超过100 M Pa,在新的高压喷射系统中 ,喷油压力已超过150 M Pa,甚至达到 200 M Pa。( 4) 排气再循环 ( EGR)与排气后处理技术 (机外净化 )。 实现排气再循环可降低 NOx ,但不利于燃油经济性 ,若能实现 EGR冷却与电控 ,则有利于改善综合性能。 柴油机的排气后处理技术比汽油机困难 ,但是国外在微颗粒过滤及其再生技术与NO催化还原技术方面已取得了长足的进步 ,可以满足未来欧 排放法规的要求。( 5) 优化结构设计 ,减少摩擦与附件功率损失 ,提高机械效率。 柴油机的有效效率等于指示效率与机械效率的乘积 ,因此 ,柴油机的燃油消耗率也直接受到机械效率的影响 ,国外在致力于完善缸内工作过程的同时 ,也十分重视减少摩擦损失和提高机械效率的研究。此外 ,以德国 M TU公司为代表的部分停缸技术 ( CDA)也是一种有效手段。4、 总结近 20年来 ,面对世界石油资源日趋枯竭给社会发展带来的压力 ,面对汽车保有量急剧增长对环境的影响 ,世界汽车界不停地在寻找实现汽车工业可持续发展的解决方法。在不断的技术发展中 ,人们对车用柴油机及柴油车有了更新、更深入的认识 ,也为我国汽车工业发展提供了可借鉴的经验。 五、参考文献 1陈家瑞.汽车构造M.第2版.北京：机械工业出版社，2005.2林学东.发动机原理M.第3版.北京：机械工业出版社，2008.3何勇灵 赵致和 刘建新 宗永平 杜慧勇 李民 张艳辉 丁川 介战.柴油机供油系统中短时间存活汽泡及其特性的研究J.农业工程学报2000年No.67834杜慧勇 傅茂林 刘建新 赵致和 李民 宗永平 邓本都.柴油机供油系统汽泡类型的研究J.内燃机学报1999年第17卷第4期5董刚 李德桃 夏兴兰 杨文明.改善涡流室柴油机供油系统和利用废气再循环降低排放研究，燃烧科学与技术2000第6卷第7期6董伟 于秀敏.预喷射对高压共轨柴油机起动特性的影响Z.内燃机学报，2008第6卷第4期7顾文.现代柴油机喷射技术J汽车技术