Использование моделирования цикла двигателя грузовика в разработке двигателей - инструменты для конструирования
Цикл моделирование играет все большую роль в двигатель развития. Использование таких инструментов сгорания Хироясу струи модель, которая интегрирована в коммерческих 1-D моделирования код GT-POWER гамма-технологии, она позволяет осуществлять прогнозирование в цилиндры сгорания дизельного топлива и выбросов оксидов азота. Эти средства были использованы для исследования альтернатив конструкции двигателя, что позволяет MAN Nutzfahrzeuge для удовлетворения предстоящего Евро-4 с пределами допустимого увеличения расхода топлива. Оптимизации на основе высоких темпов СГП, которые требуют два этапа турбонаддува для получения достаточного соотношения воздух-топливо.
Как Есть много возможных вариантов конструкции двигателя, моделирование поддерживает отбора перспективных вариантов. В этой модели цикла, может помочь найти лучшее решение, экономя деньги и время, найти наилучшее решение и снижение испытания двигателей.
Евро-4 является очередным шагом выбросов законодательство, которое вступит в силу в 2005 году. Он требует, чтобы уровни выбросов оксидов азота и твердых частиц будет резко уменьшена: N [O.sub.x] до 3,5 г / кВт.ч и твердых частиц (PM) до 0,02 г / кВтч, по сравнению с Евро 3 пределах 5,0 и 0,10, соответственно. Одним из наиболее перспективных направлений является использование большого номера рециркуляции отработавших газов (РОГ), в сочетании с передовыми турбонаддува.
Основными факторами снижения incylinder N [O.sub.x] выбросов являются: впрыска топлива и нагнетании формы, заряда температуры воздуха и зарядового состава, особенно высшего часть углекислого газа поставляется СГП. Что касается вечера, до определенного номера РОГ увеличения выбросов сажи можно избежать, если бы почти коэффициента избытка воздуха по крайней мере, неизменным и поднял до требуемой величины. Таким образом, в этой работе воздушно-топливной отношения были на первом скорректированным испытания двигателя для удовлетворения целевого уровня выбросов г., а затем принимать в качестве граничных условий в дальнейших расчетах.
Для сохранения крайне низких выбросов твердых частиц в условиях массовой продукции, использование так называемых PM-Kat (твердые частицы Снижение Catalyst) не предусматривается. Эта система состоит из катализатора окисления платины и металлического катализатора подложках с открытыми порами, специально предназначенные для временного хранения и окисление сажи. Как мы знаем из опыта с двигателями под следствием, с помощью этого устройства ограничения г. не будет превышен, если коэффициента избытка воздуха не опускается ниже 23,2 в 1500 и 1800 об / мин и ниже 20,3 на 1200 об / мин. Высокие ставки РОГ требуется, соответственно, высокой повышения давления, потому что выхлопных газов в дополнение к необходимым количеством воздуха, а не заменять его. В связи с РОГ, ставки выше 20 процентов, и требовали высокой BMEP, компрессор соотношение должны будут достичь значения выше, чем 4.
Расчеты представлены краю использовали GT-POWER товара. Она содержит модели дизельного двигателя внутреннего сгорания, который основан на модели Хироясу, которая делит реактивное топливо в сотни пакетов и охватывает формирование реактивное топливо, распад на капли, вовлечение воздуха, испарения, воспламенения и горения. Струи модель также включает в себя подмодели для прогнозирования концентрации N [O.sub.x] и сажи.
Модель позволяет оценить инъекций параметров (количество соплом отверстия, диаметр, давление впрыска и скорость). Тем не менее, эффект трехмерного такие параметры, как форма камеры сгорания или струи направлении не может быть предсказано. Тем не менее, влияние заряда состава воздуха, давления и температуры, воспроизводятся хорошо.
Параметров исходной модели струи были разработаны для camdriven системы впрыска топлива. Как инъекции железнодорожных используется здесь, некоторые параметры модели должен быть изменен. В частности, испарение топлива и воздуха горения перед увлечения и во время раннего периода отличаются от предыдущего поведения. Эти параметры были разработаны базовые Euro 3 версии нашего двигателя.
Отправной точкой был текущего Евро-3 двигатель, 6-цилиндровый блок с номинальным BMEP в 261 фунтов на квадратный дюйм (18 бар). Он оснащен внешней системы РВГ, что делает использование импульсов давления в выпускном коллекторе. Пики этих импульсов выше, чем давление наддувочного воздуха. При использовании односторонней пластинчатый клапан в трубе РОГ, выхлопных импульса может пройти пластинчатый клапан в загрузочные системы (рис. 1). Это продукты большое количество РОГ, которые затем охлаждают для улучшения воздушного потока и нижнего N [O.sub.x]. GT-POWER моделирования представлял этот базовый двигатель очень хорошо, о чем свидетельствует предсказал N [O.sub.x] над европейской цикл испытаний (ESC) (рис. 2).
[Рисунок 1-2 опущены]
Есть несколько основных механизмов СГП. Один широко используется высокого давления петли (рис. 1), которая обладает тем преимуществом, избегая компрессор и интеркулер загрязнения. Хотя высокое давление наддувочного воздуха, что в / все необходимые для Евро-4 вряд ли должны быть достигнуты к одноступенчатой турбонаддув, оно должно рассматриваться, поскольку он предлагает более простой и более дешевой альтернативой. Позиции расчетных операций точки ESC внутри компрессора карту можно посмотреть на рис 3.
[Рисунок 3 опущены]
Для получения высокого коэффициента избытка воздуха с большим СГП, необходимо высокое давление заряд, который может быть разумно реализовать только два этапа турбонаддувом (концепция B). Четыре варианта этой концепции были рассмотрены:
B1 - Основной вариант с промежуточным охладителем, РОГ кулера и однократная высокого давления турбины (рис. 4).
[Рисунок 4 опущены]
B2 - B1 же, но с двойной ввод турбины и интеркулера нет.
B3 - То же, B1, но без интеркулера.
B4 - Так же, как B3, но ничего, кроме внутреннего РОГ, понял, в начале выпускной клапан закрывается.
В варианте, порхающих клапаны тростника уменьшения полезной энергии выхлопных газов. Этого можно избежать, приняв выхлопных газов из розетки турбины ЛП и рециркуляции его входе компрессора LP. Чтобы преодолеть потери давления EGP, охладитель, дроссель выхлопных газов должны быть проведены увеличения противодавления (вариант C1). Отрицательный загрязнения упоминалось выше, которые должны быть рассмотрены. Другая возможность здесь, чтобы удалить РОГ кулера и использовать потенциал охлаждения воздушного охлаждения (вариант C2), а теперь PM-Kat должны генерировать достаточное противодавление, чтобы не душить будут необходимы.
Другая концепция, это взять СГП от выхода из турбины высокого давления и подачи его низким давлением компрессора, как показано на рис. 5. Эта концепция (D) не требует дросселя выхлопных газов.
[Рисунок 5 опущены]
Помимо целевых N [O.sub.x] выбросов и коэффициента избытка воздуха выше, существуют два других параметров, ограничения не должны были превышать: давление в баллоне должен быть ниже 2900 фунтов на квадратный дюйм (200 бар) и выхлопных газов Температура не смог подняться выше 1292 [степени] F (70 [степени] C). Инъекционная масса поддерживалась постоянной на каждом пункт эксплуатации и первый шаг при оценке результатов для изучения вопроса о указанные моменты могут быть достигнуты при полной нагрузке.
Было установлено, что варианты, В3 и В4 производят значительно меньше крутящий момент на низких скоростях, чем другие. Хотя это можно было бы ожидать для 1 этапа двигатель с турбонаддувом (A), 2 этап вариантах без интеркулера (B3, B4) показал, что нужно интеркулер и что внутренние поколения СГП является менее эффективным, чем внешние.
Компрессор карты каждого варианта были выбраны с целью позиционирования точки ESC операции на карте районах с высоким уровнем эффективности. Это была еще одна цель этой работы, для предварительного компрессоров для последующего испытания двигателя.
Для достижения значимого сравнения, СГП ставки также должны быть скорректированы с аналогичными значениями, и они составляли примерно 28 процентов при малых нагрузках до 15 процентов при высоких нагрузках. Исключения из этого варианта, которые не могут генерировать достаточные номера РОГ за один этап турбонаддув, и вариант C2 (LPL без охладителя РВГ), где из-за отсутствующих дроссельной РОГ ставки не могут быть изменены произвольно и остается постоянной и составляет около 18 процентов . В любом случае и вариант уровня N [O.sub.x] был установлен в 3,20 г / кВт.ч сохранить достаточные резервы для переходных операции.
Расход топлива результаты видны на рис. 6. Вариант оказывается приемлемой альтернативой для нижней номинальных, так как ее топливного цикла потребления не чрезвычайно высоки. В два этапа турбонаддув, низкий расход топлива может быть получена с вариантами B1, B2, D промежуточное наддувочного воздуха представляется необходимым с точки зрения эффективности (вариант B1 по сравнению с B3), но это может оказаться менее важным, с использованием двойной турбиной вступления (по сравнению с B2 B1). Результате B4 означает, что внутренние СГП не является эффективным при граничных условиях рассматриваются. Кроме того, СГП охлаждения не представляется необходимым в каждом конкретном случае, как видно из сопоставления вариантов C1 и C2. На основании результатов BSFC, двигатель испытаний с высоким и средним давлением РОГ цикла (варианты B1, B2, D) рекомендуется.
[Рисунок 6 опущены]
Было показано, что GT-POWER цикл моделирования может давать надежные результаты, касающиеся работы двигателя. С реактивный модель, достаточно безопасным прогнозы по N [O.sub.x] можно получить, даже на разных сроках впрыска и скорость РОГ. В результате развития грузовик двигатель имеет в своем распоряжении инструмент для отбора различных решений, отвечающих Евро-4 пределов. Это может произойти за счет оптимизации двигателя на низких выбросов и дополнительное использование так называемой системы реабилитации PM-Kat. Для получения более высокими темпами, СГП чем на 20 процентов по приемлемым соотношение воздух-топливо, два этапа turbochanging будет иметь важное значение для высокой номинальной двигателей. В большинстве случаев, варианты с СГП кулера и промежуточным охладителем выгодны. Дальнейшие испытания, в которых переходный режим тоже будет проведено расследование, подвергнут этот результат внимательного изучения.
Plug и косить: Hustler Zeon вводит все электрические, нулевой свою очередь, езда косилки
Новый генератор блока управления
Новый рейтинг для Cummins QSK50 для ремонта скважин
Портативные анализаторы выбросов
Фильтры системы вентиляции картера
Морская вода погружные преобразователи
