【摘要】：大型船用柴油機由于它的優(yōu)越動力性和經(jīng)濟性而被廣泛應(yīng)用在船舶領(lǐng)域。本文的研究對象為6210型船用柴油機,是上世紀(jì)90年代設(shè)計開發(fā)的柴油機,由于當(dāng)時技術(shù)所限,其油耗偏高,使用經(jīng)濟性差。因此,原有產(chǎn)品需要升級改進以降低燃料消耗率。本文以6210柴油機為研究對象,對它的進排氣性能進行仿真分析,制定了優(yōu)化改進方案,主要研究內(nèi)容如下:(1)根據(jù)柴油機工作過程數(shù)值計算的基本理論,闡明了柴油機工作過程計算的基本假設(shè),并用AVLBOOST軟件建立了 6210型柴油機簡化的物理模型。(2)通過模擬數(shù)據(jù)與試驗數(shù)據(jù)的對比分析,對模型參數(shù)進行修正,利用模型對發(fā)動機的進氣系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)及配氣正時做性能分析。得出進氣系統(tǒng)設(shè)計合理、排氣系統(tǒng)存在相鄰缸干擾、低負荷進氣閥關(guān)閉時存在負流量現(xiàn)象及排氣后期存在輕微廢氣倒灌的結(jié)論。(3)根據(jù)性能分析結(jié)果,分別對配氣相位及排氣系統(tǒng)進行了方案設(shè)計和仿真模擬分析,確定了最佳的配氣正時方案:排氣開啟角度為105°(CA),進氣關(guān)閉角度為590°(CA);最佳的排氣系統(tǒng)方案:三脈沖排氣系統(tǒng)而且排氣管直徑和收縮口率分別為85mm和0.8。結(jié)合最佳解決方案和仿真分析,結(jié)果表明,優(yōu)化后柴油機的燃油經(jīng)濟性得到改善,機械負荷降低,性能得到優(yōu)化。(4)最終優(yōu)化方案的臺架測試性能驗證表明:6210柴油機在按推進特性運行時,部分及滿負荷工況時燃油效率均有降低,與改進前相比,柴油機的經(jīng)濟性明顯提高,機械負荷得到有效改善,試驗結(jié)果與模擬結(jié)果保持一致,達到了性能優(yōu)化的效果。
【圖文】：

點以便于數(shù)據(jù)的讀取和分析；（２）輸入?yún)?shù)，首先進行全局設(shè)置，然后對各元件逡逑進行參數(shù)設(shè)置；（３）計算模型；（４）分析計算結(jié)果，改進模型【４５】。逡逑依據(jù)６２１０型柴油機的實際特點，建立６２１０柴油機的一維仿真模型，如圖３－１逡逑所示。逡逑Ｅ１逡逑Ｒ邐ＰＬ１邐Ｃ０１逡逑ｉ邋ｋ逡逑｜ＭＰ１７邋Ｘｈｐ１６邋＾Ｍｐ１５邐｜ＭＰ１４邐｜ＭＰ１３邋｜Ｍｐｉ：？逡逑ｓ逡逑圖３－１邋６２１０柴油機的一維仿真模型逡逑模型構(gòu)建過程中用到的數(shù)學(xué)模型的簡述說明：模型由增壓器、中間冷卻器、逡逑氣缸、進氣總管及歧管和排氣歧管及總管等組成。逡逑渦輪增壓器的模擬使用簡化的模型，在模擬計算中使用的壓力比是實際測量逡逑值，通過測量的進氣流量、增壓壓力、增壓器轉(zhuǎn)速等在增壓器廠商提供的ＭＡＰ逡逑圖中查找到計算工況的壓氣機效率。逡逑中間冷卻器模型采用Ｔａｒｇｅｔ邋Ｏｕｔｌｅｔ邋Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ控制模式，需要輸入進氣的壓逡逑力降及進出空氣的溫度值。在模擬計算中設(shè)定的溫度及壓力值均為試驗實測值。逡逑１６逡逑

圖３－３顯示了進氣系統(tǒng)氣流的馬赫數(shù)曲線，，柴油機在標(biāo)定工況時中冷前、中逡逑后及進氣歧管氣體流動的馬赫數(shù)變化：中冷器前進氣管路氣體流動馬赫數(shù)在逡逑５左右，中冷后進氣管路氣體流動馬赫數(shù)在０．０１５左右，在進氣歧管中馬赫數(shù)逡逑大，最大值為０．２３６，滿足進氣流速的馬赫數(shù)不大于０．５的設(shè)計指標(biāo)。從結(jié)果中逡逑們可以得出結(jié)論：各管路的氣流馬赫數(shù)設(shè)計是合理的。逡逑0＾５邋＿｜邐中冷邋ｔｇｇ邋—邐逡逑：邐＝冷后蓄路邐．逡逑０．２—邐迕氣邋ａｔ邐＼逡逑｜邋０．１５１邋＾＾、、一廣、、一七：逡逑｜…邋／邋＼逡逑0邋０．０５－邐／邐．＼逡逑ｒｏ邋；邐／邐＼逡逑之邋０—：■邐？：邋士＇邐邐—．逡逑－0．ｇ５」一｜￣￣．邐￣￣Ｉ￣￣邐｜邐，邐，邐ｔ＿ｉ邐｜邐｜邐｜邐＊＿＿，＿，邐，＿＿■邐＿邐＿邐■＿｜＿，＿＿，邐■逡逑０邐９０邐ＩＳＯ邋２７０邐３Ｓ０邐４５０邐５４０邐３０邐７ＺＳ逡逑ＣＲＡＮＫＡＮＧＬＥ邋（ｄ＾）逡逑圖３－３進氣系統(tǒng)氣流馬赫數(shù)曲線圖逡逑
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U664.121

【參考文獻】

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本文編號：2662869