公交车柴油机补气试验系统的设计开题报告

1. 研究目的与意义

起步加速时进气补气措施可以改善涡轮增压发动机在低速起步性能不是很理想状况，特殊工况下的进气系统补气增压装置开发的前提是试验系统的设计。通过本课题的研究，探讨在台架上如何更好的实现补气增压的功能。

2. 国内外研究现状分析

国外研究现状:1973年，曼彻斯特理工学院的LedgerJ.D.和BnesnoR.S.等人提出了在加速时将外接空气源的高压空气喷入压气机的叶轮来改善涡轮增压柴油机的瞬态响应的法。试验证明，其对原机性能影响小，且明显改善柴油机加速冒烟问题。1977年WinierboneD.E.和 BensonR.S.等人对空气喷射和 Pelton wheel方案进行比较，结果表明，在供给等量的外部能量时采用空气喷射方案响应更快，对增压器性能的影响也较小。 WinierboneD.E.等还在重型卡车上作了高压空气喷射的应用研究。1995年，德国的HamdorfH等人研究了同时向涡轮和压气机端喷气的方案，实验证明了适当提前喷气效果更佳。他认为压气机端喷气时，由于空气的抽吸作用，使压气机前的供气范围内空气柱被重新加速。而涡轮增压端喷气则有助空气量的增加。2000年，韩国汉阳大学的 Chang Sik Lee以及国立益山大学的 Nag Jung Choi在某4冲程四缸涡轮增压直喷柴油机上进行进气道补气试验研究，结果表明补气能加速涡轮响应，较高补气压力和适当补气时间能够得到更好的效果。2006年，英国O.S.Gilkes，R.Mishra,J.Fieldhouse and V.Rao对在压气机和进气道补气的发动机分别进行仿真计算。结果表明，同时在压气机和进气道补气效果。MAN公司设计了一套用于船舶主机的补气装置(称为Jet一assist)，当柴油机忽然加速时，将压缩气瓶中压缩空气减压至O.8MPa后喷入压气机。其不仅加速转子转动，且弥补加速时的空气量不足。补气时，从450r/min加速到900r/min的时间缩短了8.5s。

国内研究现状：对于涡轮增压柴油机的补气技术，国内内燃机学者从1980年开始也进行了一些研究。1984年，北京工业学院提出利用车上制动用的空气压缩机提供高压空气分别在压气机进口、出口处引射及压气机叶轮喷射的方案，以改善柴油机加速性。经试验对比以压气机出口处补气最优，并在6120型柴油机上试验证明其效果明显，从800r/min加速到1400r/min，可缩短6s以上。1987年，山西车用发动机研究所将高压空气喷射压气机叶轮和中冷器出口引射高压空气方案相结合，用于提高运输车辆，尤其是重型军用车辆的加速性;其在一台MTUSV331柴油机上试验表明，当引射空气压力为2.45MPa时，补气3s时，可缩短加速时间31%。2000年，上海交通大学提出了用于公交车上的高压空气喷射以降低烟度排放的方案，且对进气管补气和压气机端补气进行了试验比较，并实现了对进气管补气方案单片机控制。在上海柴油机厂6114型柴油机上进行试验，从80Or/min、15ON.m急加速，压气机端补气可以使排气烟度从6.3BSH下降到0.06BSH，而进气管补气可以降到0.12BSH。2003年吉林大学内燃机系提出了在车用柴油机上进行排气管端高压射流补气(HPAS)的方案。在大连柴油机厂生产的CA6DEI-21K增压中冷柴油机上试验表明，在900r/min外特性稳态工况点下补气，低速扭矩可提高达11%，烟度降低可达51%。

3. 研究的基本内容与计划

现今国内外学者主要提出三种补气方案：进气道补气，涡前高压射流补气、压气机端高压喷射补气，并通过试验研究验证了补气的可行性及其对改善柴油机瞬态性能和减少发动机排气烟度的效果。为了研究补气改善冒烟的效果以及对电控柴油机性能和其他排放的影响，通过本课题的研究，探讨在台架上如何更好的实现补气增压的功能。

1. 阅读、收集相关资料，归类整理。

2. 去实验室进行观看，考察

4. 研究创新点

通过对各种补气措施的对比分析，在不影响公交车其他性能的情况下，探索出目前最适合柴油公交车的思路及建议。