本文關(guān)鍵詞：6106柴油機工作過程的數(shù)值模擬及優(yōu)化，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 柴油機的工作過程涉及到氣體流動、渦輪增壓、噴油、燃燒、傳熱與傳質(zhì)以及化學反應動力學等多種物理過程。因此，柴油機的工作過程不僅關(guān)系到柴油機的動力性、經(jīng)濟性、燃燒噪音和有害廢氣生成，而且還直接影響到柴油機的可靠性和耐久性。對柴油機工作過程的研究，雖然可以用實驗儀器進行測量，但柴油機結(jié)構(gòu)十分復雜，往往不能得到有關(guān)的詳細信息。與實驗相比較，采用數(shù)值模擬計算的方法解決不僅可以大大降低研究費用，節(jié)省人力、物力，縮短開發(fā)周期，而且還可以獲得一些實驗不能測量或難以測量的結(jié)果。由于對柴油機工作過程進行數(shù)值模擬有著實驗無法比擬的優(yōu)越性，因此，本文對柴油機工作過程進行了數(shù)值模擬研究。 幾何結(jié)構(gòu)的精確描述是實現(xiàn)準確實現(xiàn)數(shù)值模擬的重要前提，但柴油機模型涉及到進氣系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、渦輪增壓系統(tǒng)、噴油組件、氣缸和曲軸箱等諸多實體，而且結(jié)構(gòu)極其復雜，如按真實實體結(jié)構(gòu)建立計算幾何模型需要花費大量時間且難以實現(xiàn)，也沒有必要。因此根據(jù)計算經(jīng)驗，在保證對數(shù)值計算精度不產(chǎn)生很大影響的前提條件下，對實體結(jié)構(gòu)進行一些等效簡化處理。將進、排氣管路簡化成一維的模型，這樣既能保證計算的精度，又可以節(jié)省大量的時間。另外，對缸內(nèi)的工作過程也做了簡化，燃燒模型采用的是準維模型，這種簡化雖然看不出空間的不均勻性對柴油機性能的影響，，但是可以得到柴油機性能參數(shù)隨時間的變化規(guī)律，而且結(jié)果精度也可以滿足研發(fā)的要求。 本文利用大型通用內(nèi)燃機工作過程數(shù)值模擬軟件GT-Power，對6106柴油機工作過程進行了數(shù)值模擬計算。主要分析了以下幾個方面：1、在研究進、排氣系統(tǒng)時，主要考察了進、排氣系統(tǒng)管路的長度和直徑對性能的影響；2、在研究配氣系統(tǒng)時，主要考察了進氣門遲閉角度、排氣門開啟角度和氣門疊開角度對性能的影響；3、在研究壓縮比時，主要考察了壓縮比對性能和排放的影響；4、在研究燃油系統(tǒng)時，主要考察了供油提前角、噴油開啟壓力、噴孔的直徑和數(shù)目對性能的影響；5、在研究燃燒室壁面溫度時，主要考察了壁面溫度以及變化對柴油機性能的影響。通過對模擬結(jié)果的分析，可以為柴油機的改進設(shè)計和性能優(yōu)化提供重要的理論依據(jù)。綜上，通過對工作過程的數(shù)值模擬可以使柴油機類型、結(jié)構(gòu)參數(shù)和性能參數(shù)達到優(yōu)化，這也將把柴油機的設(shè)計方法和理論研究帶入一個新發(fā)展階段。
【關(guān)鍵詞】：柴油機 工作過程 數(shù)值模擬 性能優(yōu)化
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2008
【分類號】：TK421
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-19
• 1.1 課題研究的意義和應用價值9-10
• 1.2 柴油機工作過程分析研究的進展與現(xiàn)狀10-12
• 1.3 工作過程數(shù)值模擬研究的進展與現(xiàn)狀12-16
• 1.4 本文研究的主要內(nèi)容16-19
• 2 柴油機工作過程的數(shù)學物理模型19-29
• 2.1 進排氣管路系統(tǒng)19-23
• 2.1.1 管路的基本方程20
• 2.1.2 摩擦損失與壓力損失方程20-21
• 2.1.3 壁面?zhèn)鳠岱匠?/span>21
• 2.1.4 進、排氣量計算21-23
• 2.2 缸內(nèi)工作過程23-27
• 2.2.1 基本假設(shè)23
• 2.2.2 燃燒放熱率模型23-24
• 2.2.3 韋伯燃燒模型24-25
• 2.2.4 NO_x的排放的計算25
• 2.2.5 炭煙的計算25-26
• 2.2.6 缸內(nèi)壁面?zhèn)鳠崮Ｐ?/span>26
• 2.2.7 壓縮比的計算26-27
• 2.4 發(fā)動機性能參數(shù)計算27-29
• 3 計算模型建立及校準29-35
• 3.1 計算模型的建立29-31
• 3.1.1 實機模型29
• 3.1.2 建模步驟29
• 3.1.3 計算模型建立29-31
• 3.2 計算模型的校準31-35
• 4 計算結(jié)果及分析35-61
• 4.1 進、排氣系統(tǒng)對柴油機性能的影響35-42
• 4.1.1 進氣管的直徑對柴油機性能的影響35-37
• 4.1.2 進氣管的長度對柴油機性能的影響37-38
• 4.1.3 進氣歧管的直徑對柴油機性能的影響38-39
• 4.1.4 進氣歧管的長度對柴油機性能的影響39-40
• 4.1.5 排氣歧管的直徑對柴油機性能的影響40-41
• 4.1.6 排氣歧管的長度對柴油機性能的影響41-42
• 4.2 配氣相位對柴油機性能的影響42-47
• 4.2.1 進氣門遲閉角度對柴油機性能的影響42-43
• 4.2.2 排氣門開啟角度對柴油機性能的影響43-44
• 4.2.3 進、排氣門疊開角對柴油機性能的影響44-46
• 4.2.4 優(yōu)化后的結(jié)果46-47
• 4.3 噴油對柴油機性能的影響47-51
• 4.3.1 供油提前角性能及排放的影響47-48
• 4.3.2 噴油開啟壓力對性能及排放的影響48-49
• 4.3.3 噴孔的直徑和數(shù)目對性能及排放的影響49-51
• 4.4 壓縮比對柴油機性能的影響51-52
• 4.5 燃燒室壁面溫度對柴油機性能的影響52-57
• 4.5.1 金屬燃燒室壁面溫度變化對性能的影響52-54
• 4.5.2 噴涂絕熱材料壁面溫度變化對性能的影響54-55
• 4.5.3 鑲嵌絕熱材料壁面溫度對性能的影響55-56
• 4.5.4 不同絕熱度對柴油機的影響56-57
• 4.6 柴油機性能優(yōu)化57-58
• 4.7 本章小結(jié)58-61
• 5 結(jié)論及展望61-63
• 5.1 總結(jié)61
• 5.2 展望61-63
• 參考文獻63-67
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表學術(shù)論文情況67-68
• 致謝68-69

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