本文關(guān)鍵詞：TY3100非道路用柴油機(jī)整機(jī)系統(tǒng)建模與仿真

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【摘要】： 能源和環(huán)保是當(dāng)今世界發(fā)展的兩個(gè)主題。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展,非道路用柴油機(jī)的污染物排放問題日益得到人們的普遍關(guān)注。世界主要國家均制定了非道路用柴油機(jī)的排放法規(guī)。柴油機(jī)整機(jī)系統(tǒng)建模仿真,在柴油機(jī)設(shè)計(jì)、性能改進(jìn)方面發(fā)揮了越來越重要的作用,而且有著實(shí)驗(yàn)無法比擬的優(yōu)越性。因此,本文對TY3100非道路用柴油機(jī)進(jìn)行整機(jī)系統(tǒng)建模仿真,為改善該柴油機(jī)性能提供依據(jù)。 本文首先探討了基于GT-Power軟件的TY3100非道路用柴油機(jī)整機(jī)系統(tǒng)建模方法,主要包括以下內(nèi)容:介紹了柴油機(jī)整機(jī)系統(tǒng)仿真的數(shù)學(xué)模型,詳細(xì)分析了所采用的物理模型,包括缸內(nèi)燃燒、傳熱及氣體交換模型、管道摩擦損失、壓力損失和傳熱模型等;探討了模型中各模塊參數(shù)的確定,包括:進(jìn)排氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)、進(jìn)排氣門升程及流量系數(shù)、燃燒和傳熱模型參數(shù)、摩擦損失等。利用所建整機(jī)系統(tǒng)模型,對該柴油機(jī)的外特性進(jìn)行了模擬計(jì)算,結(jié)果表明,模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)吻合良好。在此基礎(chǔ)上,詳細(xì)討論了進(jìn)氣道管壁溫度、傳熱系數(shù)、摩擦系數(shù)、壓力損失系數(shù)等參數(shù)對計(jì)算結(jié)果的影響程度,有助于把握建模精度。 其次,對標(biāo)定工況(2300r/min)、最大轉(zhuǎn)矩工況(1700r/min)的性能進(jìn)行了全面分析,包括缸內(nèi)工作過程、進(jìn)排氣流動(dòng)特性。分析結(jié)果為TY3100柴油機(jī)的性能研究和改進(jìn)設(shè)計(jì)提供了必要的數(shù)據(jù)及理論依據(jù)。 另外,本文還在以下幾個(gè)方面開展了深入的模擬研究:(1)在進(jìn)氣系統(tǒng)方面,考察了進(jìn)氣系統(tǒng)管路的長度和直徑對發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣性能的影響;為改善各缸進(jìn)氣均勻性,重新設(shè)計(jì)了進(jìn)氣歧管,比較了進(jìn)氣歧管各出口流量以及各缸充氣效率。(2)在排氣系統(tǒng)方面,分析了排氣歧管的長度和直徑對充氣效率、排氣壓力波動(dòng)的影響;為改善排氣性能,加長且加粗排氣歧管,大大改善了排氣過程中出現(xiàn)的排氣倒流的現(xiàn)象。(3)在研究壓縮比時(shí),主要探討了壓縮比變化時(shí)的仿真計(jì)算方法;還考察了噴油正時(shí)對發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響規(guī)律。(4)在研究配氣系統(tǒng)時(shí),考察了配氣相位(進(jìn)氣門遲閉角度、排氣門開啟角度、氣門疊開角度和氣門間隙)對發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響。計(jì)算結(jié)果表明,進(jìn)氣門遲閉角度、氣門疊開角度和氣門間隙對充氣效率影響明顯,而發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩、油耗隨排氣門開啟角度變化較大。通過對模擬結(jié)果的分析,為TY3100非道路用柴油機(jī)的改進(jìn)設(shè)計(jì)和性能優(yōu)化提供重要的理論依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：非道路用柴油機(jī) 整機(jī)系統(tǒng)建模 性能優(yōu)化 GT-Power
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號】：TK423
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-19
• 1.1 本文研究的目的及意義10-11
• 1.2 發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程分析研究的進(jìn)展與現(xiàn)狀11-12
• 1.3 發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)模擬計(jì)算的發(fā)展概況12-18
• 1.3.1 發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)模擬計(jì)算國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-16
• 1.3.2 發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)模擬計(jì)算國內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀16-18
• 1.4 本文研究的主要內(nèi)容18-19
• 第2章 柴油機(jī)工作過程的數(shù)學(xué)物理模型19-33
• 2.1 GT-Power軟件簡介19-20
• 2.2 數(shù)學(xué)模型基本原理20-22
• 2.2.1 基本控制方程20
• 2.2.2 控制方程的離散與求解20-22
• 2.3 管路模塊22-24
• 2.3.1 管道壁面摩擦損失22-23
• 2.3.2 管道壁面壓力損失23
• 2.3.3 壁面?zhèn)鳠崮Ｐ?/span>23-24
• 2.4 氣缸模塊24-29
• 2.4.1 基本假設(shè)24
• 2.4.2 氣缸內(nèi)熱力過程的基本微分方程24-26
• 2.4.3 缸內(nèi)熱力過程數(shù)值計(jì)算輔助方程26-29
• 2.5 進(jìn)排氣門模塊29-31
• 2.6 發(fā)動(dòng)機(jī)性能參數(shù)計(jì)算31-32
• 2.7 本章小結(jié)32-33
• 第3章 TY3100柴油機(jī)整機(jī)系統(tǒng)仿真模型的建立33-50
• 3.1 TY3100柴油機(jī)整機(jī)系統(tǒng)模型的建立33-42
• 3.1.1 仿真模型的建立33-35
• 3.1.2 建模方法和參數(shù)設(shè)置35-42
• 3.2 建模過程中關(guān)鍵參數(shù)對發(fā)動(dòng)機(jī)性能影響的研究42-47
• 3.2.1 外接管屬性設(shè)定對計(jì)算結(jié)果的影響42-43
• 3.2.2 氣道參數(shù)對計(jì)算結(jié)果的影響43-46
• 3.2.3 進(jìn)氣門流量系數(shù)對發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響46
• 3.2.4 排氣出口邊界條件對發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響46-47
• 3.3 參數(shù)的設(shè)定47-49
• 3.4 本章小結(jié)49-50
• 第4章 TY3100柴油機(jī)整機(jī)系統(tǒng)仿真分析及管路優(yōu)化50-66
• 4.1 計(jì)算結(jié)果分析50-56
• 4.1.1 缸內(nèi)工作過程50-51
• 4.1.2 進(jìn)排氣流動(dòng)性能51-56
• 4.2 進(jìn)排氣管路結(jié)構(gòu)參數(shù)對發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響56-62
• 4.2.1 進(jìn)氣歧管管長和直徑對充氣效率的影響56-59
• 4.2.2 進(jìn)氣腔的容積對充氣效率的影響59
• 4.2.3 排氣歧管的直徑和長度對充氣效率的影響59-62
• 4.3 進(jìn)氣系統(tǒng)改進(jìn)設(shè)計(jì)62-65
• 4.3.1 不同進(jìn)氣管路流動(dòng)模型的建立62-63
• 4.3.2 進(jìn)氣歧管出口流量及均勻性比較分析63-65
• 4.4 本章小結(jié)65-66
• 第5章 柴油機(jī)整機(jī)系統(tǒng)仿真的應(yīng)用研究66-78
• 5.1 壓縮比對發(fā)動(dòng)機(jī)性能影響66-68
• 5.2 噴油定時(shí)對發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響68-69
• 5.3 配氣相位對發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響69-76
• 5.3.1 進(jìn)氣門遲閉角度(IVC)的影響70-72
• 5.3.2 排氣門開啟角度(EVO)的影響72-73
• 5.3.3 氣門重疊角度對發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響73-75
• 5.3.4 氣門間隙對充氣效率的影響75-76
• 5.4 本章小結(jié)76-78
• 第6章 全文總結(jié)與展望78-81
• 6.1 全文總結(jié)78-79
• 6.2 工作展望79-81
• 參考文獻(xiàn)81-85
• 致謝85-86
• 作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文86

【引證文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 郭超;李軍;王文賓;陳偉;;可燃冰混合燃料發(fā)動(dòng)機(jī)性能與排放的仿真[J];汽車安全與節(jié)能學(xué)報(bào);2011年03期

2 彭才望;陽林;賀紹華;王行;;FSAE賽車發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)排氣管分析[J];公路與汽運(yùn);2012年05期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 豐平;基于柴油機(jī)燃油介質(zhì)的VVT系統(tǒng)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2010年

2 朱博;高強(qiáng)化柴油機(jī)總體性能優(yōu)化及關(guān)鍵技術(shù)分析[D];北京交通大學(xué);2011年

3 王國正;TY3100柴油機(jī)燃油噴射系統(tǒng)建模仿真研究[D];武漢理工大學(xué);2011年

4 馬義;柴油機(jī)微粒捕集器再生仿真[D];武漢理工大學(xué);2011年

5 王超;CAE技術(shù)在柴油機(jī)改型設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究[D];武漢理工大學(xué);2011年

6 吳卓鍵;柴油發(fā)動(dòng)機(jī)燃用生物柴油的燃燒特性與排放特性研究[D];重慶交通大學(xué);2011年

7 潘芝桂;天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)排氣系統(tǒng)及配氣相位優(yōu)化研究[D];重慶交通大學(xué);2011年

8 胡崴;一種新型185K單缸柴油機(jī)機(jī)械增壓系統(tǒng)的開發(fā)[D];華中科技大學(xué);2011年

9 鐘睿;基于GT-Power的CNG摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)性能優(yōu)化研究[D];重慶交通大學(xué);2010年

10 劉高飛;TY3100EZ增壓柴油機(jī)試驗(yàn)與整機(jī)性能循環(huán)模擬研究[D];武漢理工大學(xué);2010年

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本文編號：512417