本文關(guān)鍵詞：船用大功率柴油機(jī)性能仿真研究

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【摘要】：近些年,隨著綜合國力的提升,國防建設(shè)相關(guān)的船舶市場(chǎng)對(duì)大功率船用主機(jī)尤其是中高速大功率柴油機(jī)出現(xiàn)了旺盛的需求。然而,我國此類柴油機(jī)自主設(shè)計(jì)幾乎沒有,大大影響國家由近海向遠(yuǎn)海發(fā)展的目標(biāo)。根據(jù)國家對(duì)動(dòng)力裝備技術(shù)水平提升的迫切需要,首先需要對(duì)已經(jīng)投入使用的16PA6STC型柴油機(jī)進(jìn)行技術(shù)參數(shù)研究和優(yōu)化分析,一方面,掌握某些重要的可以調(diào)整的參數(shù)變化對(duì)柴油機(jī)工作指標(biāo)的影響,另一方面,在條件允許下優(yōu)化設(shè)定參數(shù)提高柴油機(jī)工作能力,同時(shí)可為新機(jī)型16PA6MPC研制提供參數(shù)設(shè)定基礎(chǔ)。本文運(yùn)用發(fā)動(dòng)機(jī)分析軟件GT-POWER對(duì)船用柴油機(jī)16PA6STC進(jìn)行建模與仿真計(jì)算,結(jié)合臺(tái)架試車數(shù)據(jù)驗(yàn)證和分析整體模型的準(zhǔn)確性,并改變氣閥重疊角、噴油正時(shí)參數(shù)分析參數(shù)變化對(duì)柴油機(jī)工作指標(biāo)的影響,同時(shí)對(duì)柴油機(jī)排放進(jìn)行定性分析,從而預(yù)測(cè)氮化物和碳煙排放趨勢(shì)。綜合考慮柴油機(jī)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和排放性,選定適當(dāng)?shù)膮?shù),為優(yōu)化柴油機(jī)性能及研究新機(jī)型提供參考依據(jù)。研究?jī)?nèi)容具體如下:1)首先介紹了該課題的研究背景和意義,掌握柴油機(jī)模擬計(jì)算發(fā)展歷程以及對(duì)比分析了零維燃燒模型、準(zhǔn)維多區(qū)燃燒模型、多維燃燒模型的適用范圍。對(duì)整個(gè)柴油機(jī)模型細(xì)致地分析,包括缸內(nèi)燃燒過程、傳熱及進(jìn)排氣模型、中冷器模型、渦輪增壓器模型等,為后續(xù)的增壓柴油機(jī)分析計(jì)算提供理論支撐。2)剖析16PA6STC船用柴油機(jī)幾大工作系統(tǒng),掌握了該型柴油機(jī)主要運(yùn)行結(jié)構(gòu)。在此基礎(chǔ)簡(jiǎn)化建立仿真模型:缸內(nèi)工作過程計(jì)算模型采用了準(zhǔn)維模型,進(jìn)、排氣管內(nèi)流動(dòng)計(jì)算采用一維非定常有限容積法;根據(jù)壓氣機(jī)和渦輪機(jī)的平衡條件,建立渦輪增壓器的模型。在標(biāo)定工況(1050r/min、功率5184kW)下進(jìn)行模擬計(jì)算,結(jié)合臺(tái)架試車數(shù)據(jù)驗(yàn)證模型的準(zhǔn)確性。3)對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)定參數(shù)氣閥重疊角和噴油正時(shí)進(jìn)行定性和定量分析,由模擬計(jì)算結(jié)果分析提高柴油機(jī)工作能力的具體參數(shù)變化,同時(shí)考慮噴油正時(shí)和噴油量參數(shù)改變對(duì)氮化物和碳煙排放的影響。綜合考慮柴油機(jī)各項(xiàng)要求和指標(biāo)較后,原機(jī)氣閥重疊角比較好不需要優(yōu)化,噴油提前角增大1°CA,噴油量適當(dāng)減少0.06g。
【學(xué)位授予單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U664.121

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