【正文】 優(yōu)化目標(biāo)。噴嘴環(huán)葉片全開區(qū)噴嘴環(huán)葉片調(diào)整區(qū)圖41 VNT調(diào)節(jié)控制的工況范圍由于天然氣發(fā)動機為量調(diào)節(jié)方式，因此VNT葉片開度調(diào)節(jié)規(guī)律與柴油機顯著不同。當(dāng)增壓天然氣發(fā)動機節(jié)氣門開度增大至出現(xiàn)功率停滯現(xiàn)象后，逐漸減小廢氣渦輪噴嘴環(huán)葉片的開度，使蝸殼噴嘴出口面積減小，排氣流速增大，從而使增壓器轉(zhuǎn)速上升，提高了增壓壓力和進(jìn)氣密度，使發(fā)動機的功率和轉(zhuǎn)矩提高。 圖42為發(fā)動機轉(zhuǎn)速為2000r/min時，普通增壓天然氣發(fā)動機與VNT增壓天然氣發(fā)動機的負(fù)荷，圖43為該轉(zhuǎn)速下VNT葉片的調(diào)節(jié)規(guī)律。由于全負(fù)荷混合器濃度增大，天然氣發(fā)動機的燃料消耗有所增加。圖44外特性天然氣消耗率隨轉(zhuǎn)速不同的變化圖45外特性功率隨轉(zhuǎn)速不同的變化圖46 外特性轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)速不同的變化從天然氣發(fā)動機采用VNT增壓前后的外特性轉(zhuǎn)矩及功率對比可以看出，采用VNT增壓技術(shù)后，發(fā)動機的功率和轉(zhuǎn)矩顯著提高，最大功率從71 kw提高到77 kw，最大轉(zhuǎn)矩從282 N從天然氣發(fā)動機VNT增壓前后的天然氣消耗率對比可以看出，VNT增壓天然氣發(fā)動機全負(fù)荷工況的經(jīng)濟性比普通增壓天然氣發(fā)動機有改善，尤其是在低速范圍內(nèi)，因而提高了經(jīng)濟性。m提高到292 N很多因素可能引起喘振，如葉片擴壓器失速、壓氣葉輪失速、工作輪失速、無葉擴壓器不穩(wěn)定工作或以上諸因素的合成。討論失速與喘振應(yīng)以上述概念為出發(fā)點，但鑒于離心壓氣機的葉片擴壓器與導(dǎo)風(fēng)輪的特殊結(jié)構(gòu)流動比平面葉柵或一般環(huán)形柵更為復(fù)雜，目前尚無大量的試驗資料和數(shù)據(jù)。但在非設(shè)計工況時運轉(zhuǎn)，不論是壓氣機轉(zhuǎn)速變化或是空氣流量變化，都會使工作輪的進(jìn)、出口速度三角形發(fā)生變化。在偏離設(shè)計工況點時，都要引起沖擊損失，壓氣機的實際運行工況偏離設(shè)計工況點愈遠(yuǎn)，沖擊損失愈大。當(dāng)壓氣機在小于設(shè)計流量的工況下運轉(zhuǎn)時：在工作輪中的氣流沖向葉片的凹面，在葉片的凸面則發(fā)生分離并形成渦旋，由于氣流慣性，空氣也要擠向葉片的凹面，所以氣流在葉片的凹面則發(fā)生分離并形成渦旋，由于氣流在離開工作輪后，保持著沿對數(shù)螺旋線的自由軌跡運動，空氣也要貼靠葉片的凸面，所以氣流的分離現(xiàn)象會擴展。高壓氣流只能周期性的通過渦旋區(qū)進(jìn)入發(fā)動機的進(jìn)氣管，以致發(fā)動機進(jìn)氣管內(nèi)的壓力產(chǎn)生周期性的大幅度變化，影響了發(fā)動機的正常工作，這就是壓氣機喘振現(xiàn)象的形成原因。如在高度允許時，可將增壓器布置在氣缸蓋上方，有利于縮短排氣管長度等；（2）考慮增壓器、空氣濾清器和進(jìn)氣管的相互位置，使空氣流動順暢，壓力損失小，防止高溫部件(如排氣管)對進(jìn)氣加熱；（3）要保證增壓器安裝的可靠性，防止工作時振動過大，影響其性能。而增壓器潤滑只通過主油道末端通出的一根油管提供機油，其位置高、距離長，與其他潤滑部位相比，潤滑油的到達(dá)需較高的壓力和較長的時間，所以日常保養(yǎng)和使用時應(yīng)注意以下幾點：（1） 正確選擇機油，始終保持適當(dāng)?shù)挠蛪汉驼５墓ぷ鳒囟?。?）起動后，應(yīng)怠速運轉(zhuǎn)3~5min。（6）維修或更換新增壓器時，安裝前應(yīng)從進(jìn)油口加少許機油，并用手旋轉(zhuǎn)幾圈，使增壓器得到最初的潤滑。這樣，在發(fā)動機及增壓器增加負(fù)荷及速度之前，就可使機油循環(huán)至整個系統(tǒng)。由于氣流速度方向與設(shè)計工況的葉片方向（工作輪葉片和擴壓器葉片）有偏差時就產(chǎn)生沖擊損失。第五章 總結(jié)采用增壓技術(shù)可以提高發(fā)動機的動力性和燃?xì)饨?jīng)濟性，并可以節(jié)約能源、降低噪聲，可以在高海拔地區(qū)使用時恢復(fù)發(fā)動機因空氣稀薄導(dǎo)致的功率下降，適應(yīng)高海拔地區(qū)車輛和工程機械作業(yè)的要求。本文以南昌恒天動力有限公司天然氣研發(fā)實驗室為研究平臺，先期進(jìn)行了試驗計算，初定了兩種增壓器，然后擬定了詳細(xì)的試驗方案，通過實驗得出了詳實準(zhǔn)確的試驗數(shù)據(jù)。我能完成論文要特別感謝畢業(yè)論文指導(dǎo)老師李剛博士。它的研發(fā)實力和員工的愛崗敬業(yè)給我很大的啟示。 (3) elapsed time and maximum speed at a quarter mile. Values are the average of six evaluation website, with detailed descriptions. Acceleration: Three tests performed: (1) elapsed time from a standstill to 60 mph at wide open throttle, loaded and unloaded。 final rating is average of the four. Emissions: Duplicate tests performed on each vehicle using EPA’s Federal Test Procedure. CNG Civic tested on CNG, gasoline Civic tested on RFA (industry average gasoline). *Soak time allows the vehicle to stabilize at a given temperatureBeginning with the 1998 model year, Honda has equipped its popular Civic sedan with a Inline 4 cylinder dedicated natural gas engine. Honda chose the Civic to be its first natural gas vehicle because of its low cost and high fuel efficiency. Extensive research by Honda lead to a CNG dedicated engine designed for optimized performance on natural gas. Features of the vehicle include an increased pression ratio and specially formulated 3way catalysts. The gasoline Civic was certified to low emission vehicle standards (LEV), but the CNG Civic was designed to have emissions levels that are 1/10 ultra low emission vehicle standards (ULEV).General Description:Engine:DisplacementConfigurationTransmissionFuel SystemEngine Family CodeCompression RatioCNG XCNG Civic GX literInline 44speed automaticMultiport fuel injection:1Gasoline Civic LX literInline 44speed automaticMultiport fuel injection:1Capacities:FuelPassengersTrunk Space (cu ft)8 equivalent gal2 front/2 rear12 gal2 front/3 rearDimensions:LengthWidthCurb Weight in in2599 lbs in in2456 lbsOther features: Both vehicles were front wheel drive sedans equipped with air conditioning, power steering, power brakes, power door locks and windows, tilt wheel, and cruise control. The CNG Civic was also equipped with an antilock braking system (ABS), which is not standard on the gasoline vehicle. The gasoline model tested had a standard power brake system.Performance:Acceleration060 mph loaded (sec)060 mph unloaded (sec)40 to 60 mph (sec)1/4 mile time (sec)1/4 mile speed (mph)CNGGasolineFuel Economy (mpg)CityHighwayCombined City/HighwayBrakingEffectiveness stops:62 mph (100 kph)dry pavement31 mph (50 kph)wet jenitePanic stop31 mph (50 kph)dry pavement31 mph (50 kph)wet jeniteCNGwith ABS)meters feet Gasoline(without ABS)Meters feet Cold StartTemperature 176。F for first test (minimum soak time 12 hr*). Crank time and idle rating recorded. If start successful, procedure repeated at 20176。感謝華東交通大學(xué)和恒動南昌柴油機廠給我的學(xué)習(xí)機會。可以說沒有李老師的幫助，畢業(yè)論文不能順利完成，感謝他對我的悉心關(guān)照。由數(shù)據(jù)表明，匹配VNT葉片可調(diào)式增壓器NC4JR120具有較大的功率提升、較低的燃?xì)庀穆实葍?yōu)良性能，論證了使用VNT渦輪增壓器的可行性和運行的高效性。我國有大面積的高海拔區(qū)域，同時作為資源相對有限的發(fā)展中國家來說，發(fā)展渦輪增壓技術(shù)對我國建設(shè)“低碳”的環(huán)境友好型社會具有戰(zhàn)略性的重要意義。在非設(shè)計工況都會產(chǎn)生氣流沖擊和能量損失。本章給出了試驗結(jié)果，從燃?xì)庀穆?、功率、扭矩、外特性等角度分析比較了VNT增壓發(fā)動機和普通增壓天然氣發(fā)動機的性能。然后，在不點火（發(fā)動機∕燃油泵關(guān)閉）的狀態(tài)下，搖動曲軸令機油在整個系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)。發(fā)動機啟動數(shù)秒內(nèi)，增壓器的轉(zhuǎn)速極高，僅僅表面得到了潤滑，此時就運轉(zhuǎn)發(fā)動機會造成增壓器的早期故障。（3）起動時，須用起動電機帶動發(fā)動機空轉(zhuǎn)幾圈，待油壓上升后再起動。排氣推動增壓器渦輪旋轉(zhuǎn)，通過渦輪軸傳遞給葉輪，葉輪旋轉(zhuǎn)以增加進(jìn)氣壓力。在車輛上由于動力艙空間有限，還必須保證總體布置的緊湊性?！?8176。當(dāng)壓氣機在大于設(shè)計流量的工況下運轉(zhuǎn)時：工作輪中的氣流沖向葉片的凸面，在葉片的凹面則發(fā)生分離并形成漩渦，由于氣流的慣性，空氣自然地擠向葉片的凹面，這種漩渦只限于進(jìn)口邊緣；擴壓器中的氣流則沖向葉片的凹面，在葉片的圖面則發(fā)生分離并形成渦流，由于氣流在離開工作輪后，保持著沿對數(shù)螺旋線的自由軌跡運動，氣流自然地貼靠葉片的凸面，所以，氣流分離形成的渦流是不會擴展的。它使氣流方向與葉片構(gòu)造角偏離，而導(dǎo)致氣流與葉片沖擊，并在流道內(nèi)產(chǎn)生漩渦，這就形成了沖擊損失，使工作輪消耗掉一份能量。壓氣機工作輪葉片和擴壓器葉片的構(gòu)造角都是按一定的壓氣機轉(zhuǎn)速（一定的工作輪圓周速度）及空氣流量（相應(yīng)的空氣速度）來設(shè)計的，成為設(shè)計工況。在增壓發(fā)動機上，如果遇到壓氣機喘振，這時發(fā)動機進(jìn)氣管壓力便不穩(wěn)定，發(fā)動機轉(zhuǎn)速隨之不穩(wěn)定，在發(fā)動機進(jìn)氣管中發(fā)出“轟隆轟隆”的響聲，整個機組振動加劇。 離心壓氣機喘振分析根據(jù)天然氣發(fā)動機排溫高的特點，選用水冷中間體增壓器解決因排溫過高導(dǎo)致機油結(jié)膠問題，同時由于本天然氣發(fā)動機采取預(yù)混合技術(shù)路線，為提高發(fā)動機功率，增壓器壓力相對較大，但由于天然氣占混合器體積比例約10％，導(dǎo)致空氣實際流量較小，增壓器容易喘振在離心壓氣機的工作特性線上對應(yīng)每一條等轉(zhuǎn)速線都有一個確定的最小流量，稱為該轉(zhuǎn)速的壓氣機喘振點流量。（2） 天然氣發(fā)動機VNT調(diào)節(jié)規(guī)律不僅與節(jié)氣門開度有關(guān)，也與發(fā)動機轉(zhuǎn)速有關(guān)。m，且最大轉(zhuǎn)矩點轉(zhuǎn)速越低。下圖為普通增壓天然氣發(fā)動機與VNT增壓天然氣發(fā)動機的動力性及經(jīng)濟性對比。因而，在發(fā)動機部分負(fù)荷下，廢氣渦輪噴嘴環(huán)葉片全部打開。在天然氣發(fā)動機中低負(fù)荷時，輸出功率的控制通過節(jié)氣門開度調(diào)節(jié)來實現(xiàn)，而VNT葉片開度保持全開，以降低排氣阻力，減小泵氣損失，改善經(jīng)濟性。在天然氣發(fā)動機轉(zhuǎn)速一定時，隨著發(fā)動機負(fù)荷的增加，節(jié)氣門開度增大，發(fā)動機輸出功率增壓，但功率隨節(jié)氣門開度的增大而增大的趨勢由快變慢，當(dāng)節(jié)氣門開度增大至一定開度后，功率不再增大，出現(xiàn)功率停滯現(xiàn)象。通過天然氣發(fā)動機與VNT的匹配試驗，研究了增壓天然氣發(fā)動機VNT調(diào)節(jié)規(guī)律，通過對發(fā)動機不同增壓方式下的經(jīng)濟性、動力性對比，以驗證可調(diào)截面渦輪增壓器的優(yōu)勢特點。排氣溫度采用鎳鉻康銅熱電偶檢測，增壓器前后壓力采用定槽式大氣壓力計，并采用增壓器轉(zhuǎn)速表檢測增壓器工作狀態(tài)。 試驗平臺簡圖 NC4JR120增壓器排氣