發(fā)布時(shí)間：2017-04-25 03:02

  本文關(guān)鍵詞：4190型柴油機(jī)工作過程仿真與性能優(yōu)化，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本文研究的是中國(guó)石油集團(tuán)濟(jì)柴動(dòng)力總廠生產(chǎn)的4190型船用中速柴油機(jī)，該型柴油機(jī)廣泛應(yīng)用于漁船的主機(jī)和小型船舶的發(fā)電柴油機(jī)。4190型柴油機(jī)從研制到批量生產(chǎn)已有10多年的時(shí)間，隨著石油資源的短缺和排放法規(guī)的限制，其經(jīng)濟(jì)性與排放性能難以滿足要求，有必要對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化改造�；谝陨峡紤]，學(xué)校在對(duì)原機(jī)改動(dòng)較小的前提下，對(duì)4190型柴油機(jī)進(jìn)行電控化改造，即將原機(jī)的機(jī)械泵更換為電控單體泵，以精確控制柴油機(jī)的定時(shí)。對(duì)改造后的燃油系統(tǒng)與柴油機(jī)進(jìn)行匹配實(shí)驗(yàn)研究，使4190型柴油機(jī)的經(jīng)濟(jì)性與排放性得到改善。本文以4190型柴油機(jī)電控化改造項(xiàng)目為基礎(chǔ)，，通過對(duì)改造后的柴油機(jī)進(jìn)行工作過程仿真計(jì)算，得出柴油機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)其性能的影響，為柴油機(jī)的電控化改造提供依據(jù)和方向。 首先，對(duì)內(nèi)燃機(jī)燃燒模型及柴油機(jī)工作過程仿真發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行分析，得出利用AVL_BOOST軟件對(duì)電控化改造后的4190型柴油機(jī)進(jìn)行工作過程仿真與性能優(yōu)化的可行性。對(duì)柴油機(jī)工作過程仿真的理論基礎(chǔ)進(jìn)行研究，結(jié)合電控化改造后的4190型柴油機(jī)物理模型，利用BOOST軟件建立柴油機(jī)仿真模型，并選取MCC燃燒模型以預(yù)測(cè)排放。利用MATLAB軟件對(duì)BOOST仿真模型的邊界條件進(jìn)行求取，并對(duì)實(shí)測(cè)的柴油機(jī)示功圖進(jìn)行處理。利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)所建立的BOOST模型進(jìn)行標(biāo)定,并驗(yàn)證了模型的正確性。 其次，利用BOOST模型對(duì)額定工況下柴油機(jī)的壓縮比、配氣相位和進(jìn)排氣系統(tǒng)進(jìn)行仿真計(jì)算，分別得到這些結(jié)構(gòu)參數(shù)的最優(yōu)值；利用仿真模型計(jì)算得到了柴油機(jī)推進(jìn)特性和負(fù)荷特性下柴油機(jī)與增壓器的運(yùn)行特性；對(duì)各工況下的柴油機(jī)定時(shí)進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算，分別得到柴油機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性模式和低NOx排放模式最優(yōu)的兩套定時(shí)。 最后，利用AMESim軟件建立了電控單體泵燃油系統(tǒng)仿真模型，得出了不同噴孔直徑噴油器的噴油規(guī)律，并利用BOOST模型對(duì)不同噴油器噴孔直徑與柴油機(jī)的匹配進(jìn)行仿真計(jì)算。通過上述工作過程仿真計(jì)算與分析對(duì)柴油機(jī)的性能進(jìn)行優(yōu)化，為4190型船用中速柴油機(jī)的電控化改造提供了理論依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：柴油機(jī) AVL_BOOST軟件 工作過程 性能優(yōu)化 仿真
【學(xué)位授予單位】：集美大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：U664.121.2
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-11
• 第1章 緒論11-19
• 1.1 選題背景及意義11-12
• 1.2 內(nèi)燃機(jī)燃燒模型的發(fā)展現(xiàn)狀12-14
• 1.2.1 放熱率計(jì)算12
• 1.2.2 零維模型12-13
• 1.2.3 準(zhǔn)維模型13-14
• 1.2.4 多維模型14
• 1.3 柴油機(jī)工作過程仿真發(fā)展現(xiàn)狀14-18
• 1.3.1 利用編程軟件進(jìn)行柴油機(jī)工作過程仿真計(jì)算15-16
• 1.3.2 利用專業(yè)軟件進(jìn)行柴油機(jī)總體性能的研究16-18
• 1.4 主要內(nèi)容18-19
• 第2章 柴油機(jī)工作過程仿真理論基礎(chǔ)19-36
• 2.1 柴油機(jī)工作介質(zhì)特性19-21
• 2.1.1 工質(zhì)的成分19-20
• 2.1.2 工質(zhì)的氣體常數(shù)和比熱20-21
• 2.2 缸內(nèi)熱力過程的基本微分方程21-22
• 2.2.1 能量守恒方程22
• 2.2.2 質(zhì)量守恒方程22
• 2.2.3 理想氣體狀態(tài)方程22
• 2.3 燃燒放熱率計(jì)算22-27
• 2.3.1 單韋伯模型23-24
• 2.3.2 雙韋伯模型24-25
• 2.3.3 Woschni/Anisits 模型25
• 2.3.4 AVL MCC 模型25-27
• 2.4 氣缸周壁傳熱27-30
• 2.4.1 Woschni 模型28-29
• 2.4.2 Hohenberg 模型29
• 2.4.3 Lorenz 模型29
• 2.4.4 AVL2000 模型29-30
• 2.5 氣缸工作容積計(jì)算30-31
• 2.5.1 活塞的運(yùn)動(dòng)30
• 2.5.2 氣缸工作容積30-31
• 2.6 進(jìn)排氣閥的流量計(jì)算31-32
• 2.7 廢氣渦輪增壓器數(shù)學(xué)模型32-35
• 2.7.1 壓氣機(jī)通用特性32
• 2.7.2 壓氣機(jī)基本方程組32-34
• 2.7.3 渦輪機(jī)基本方程組34-35
• 2.8 本章小結(jié)35-36
• 第3章 AVL BOOST 柴油機(jī)仿真模型的建立36-55
• 3.1 4190 型柴油機(jī)工作過程仿真模型36-37
• 3.2 BOOST 仿真計(jì)算模型參數(shù)的輸入37-41
• 3.2.1 全局參數(shù)的輸入37
• 3.2.2 仿真計(jì)算的系統(tǒng)邊界37-38
• 3.2.3 管道參數(shù)的設(shè)置38-40
• 3.2.4 進(jìn)排氣閥的等效40
• 3.2.5 氣缸參數(shù)的設(shè)置40-41
• 3.2.6 渦輪增壓器參數(shù)的設(shè)置41
• 3.3 BOOST 邊界條件計(jì)算41-50
• 3.3.1 循環(huán)噴油量的計(jì)算42
• 3.3.2 柴油機(jī)摩擦損失的計(jì)算42-44
• 3.3.3 噴油規(guī)律的測(cè)取44
• 3.3.4 示功圖數(shù)據(jù)的處理44-50
• 3.4 BOOST 仿真模型的試驗(yàn)驗(yàn)證50-54
• 3.4.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備50-51
• 3.4.2 仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比51-54
• 3.5 本章小結(jié)54-55
• 第4章 柴油機(jī)工作過程仿真與性能優(yōu)化55-77
• 4.1 柴油機(jī)額定工況下的性能優(yōu)化計(jì)算55-63
• 4.1.1 壓縮比的優(yōu)化計(jì)算55-57
• 4.1.2 配氣相位的優(yōu)化計(jì)算57-60
• 4.1.3 進(jìn)排氣系統(tǒng)的優(yōu)化計(jì)算60-63
• 4.2 4190 型柴油機(jī)與增壓器匹配計(jì)算63-65
• 4.3 4190 型柴油機(jī)供油定時(shí)優(yōu)化計(jì)算65-73
• 4.3.1 柴油機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性模式定時(shí)優(yōu)化71-72
• 4.3.2 柴油機(jī)低 NOx 排放模式定時(shí)優(yōu)化72-73
• 4.4 噴油器噴孔直徑對(duì)柴油機(jī)性能的影響73-76
• 4.4.1 燃油系統(tǒng)仿真計(jì)算73-75
• 4.4.2 噴油器噴孔直徑與柴油機(jī)仿真計(jì)算75-76
• 4.5 本章小結(jié)76-77
• 第5章 總結(jié)與展望77-79
• 5.1 結(jié)論77
• 5.2 展望77-79
• 致謝79-80
• 參考文獻(xiàn)80-83
• 附錄83-85
• 在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文85

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：4190型柴油機(jī)工作過程仿真與性能優(yōu)化，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：325464