發(fā)布時(shí)間：2017-08-21 01:06

  本文關(guān)鍵詞：基于試驗(yàn)優(yōu)化的高原發(fā)電用MJ350柴油機(jī)的性能匹配研究

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【摘要】：隨著海拔的不斷增高,大氣壓力與大氣溫度都在降低。柴油機(jī)在高原環(huán)境下性能大大降低,即使通過渦輪增壓系統(tǒng)提升柴油機(jī)的工作性能,渦輪轉(zhuǎn)速、過量空氣系數(shù)以及燃油消耗率等各個(gè)因素都受到高原環(huán)境的影響而成為制約柴油機(jī)性能提升的瓶頸。MJ350柴油機(jī)是某企業(yè)自主開發(fā)的一款用于發(fā)電用的重型柴油機(jī)。但在高原使用過程中,出現(xiàn)增壓器故障率高、超速等問題,因此,選擇MJ350柴油機(jī)增壓系統(tǒng)的優(yōu)化匹配為課題進(jìn)行研究,期望優(yōu)化該發(fā)動(dòng)機(jī)高原性能,并總結(jié)出發(fā)動(dòng)機(jī)高原性能匹配優(yōu)化流程方案,為企業(yè)進(jìn)一步開拓高原市場以及提升柴油機(jī)性能提供理論支撐。以下為本文研究的主要內(nèi)容:1、本文分析了國內(nèi)外高原柴油機(jī)研究現(xiàn)狀,介紹了本文研究基于MJ350柴油機(jī)增壓器匹配的性能優(yōu)化研究背景與意義。2、介紹了MJ350柴油及其增壓器系統(tǒng)工作原理;分析了高原環(huán)境的基本特點(diǎn),總結(jié)了大氣壓力、溫度、空氣密度以及含氧量隨海拔變化的規(guī)律�？偨Y(jié)了隨海拔升高,發(fā)動(dòng)機(jī)高轉(zhuǎn)速工況易發(fā)生增壓器超速,低轉(zhuǎn)速工況易發(fā)生壓氣機(jī)喘振,中低轉(zhuǎn)速工況易發(fā)生渦輪排溫過高。這些因素都極大地影響了增壓器的安全、穩(wěn)定運(yùn)行和使用壽命。分析了高原環(huán)境對柴油機(jī)性能的影響,隨著海拔升高,柴油機(jī)功率下降顯著增大。3、分析了MJ350柴油機(jī)增壓器性能匹配的原則,即設(shè)計(jì)工作點(diǎn)的增壓壓力、空氣流量、柴油機(jī)功率和燃油消耗率能達(dá)到預(yù)期要求;要盡可能使柴油機(jī)運(yùn)行線穿過壓氣機(jī)特性線的高效區(qū)并與喘振邊界線大致平行。闡述了可變截面渦輪增壓器高原性能匹配方法,給出了渦輪增壓器與內(nèi)燃機(jī)配合特性的評價(jià)原則。4、結(jié)合MJ350柴油機(jī)高原環(huán)境下工作的性能指標(biāo),開展了基于平原模擬試驗(yàn)的柴油機(jī)高原性能匹配研究。首先進(jìn)行了M5和K6增壓器的性能匹配試驗(yàn),其次進(jìn)行K6增壓器和MJ增壓器高原性能模擬試驗(yàn),得出MJ增壓器高原轉(zhuǎn)速接近限值要求。最后進(jìn)行新方案的MJ1、MJ2增壓器與K6增壓器高原性能對比評估試驗(yàn),結(jié)果表明MJ1增壓器不會(huì)出現(xiàn)超速現(xiàn)象,確定MJ1增壓器方案作為燃燒系統(tǒng)優(yōu)化方案;同時(shí)進(jìn)行高原啟動(dòng)性能優(yōu)化試驗(yàn);還進(jìn)行了兩種方案壓縮比的活塞性能對比試驗(yàn),確定了壓縮比為17.5:1活塞作為優(yōu)選方案。5、對MJ350柴油機(jī)進(jìn)行高原性能現(xiàn)場試驗(yàn),通過平原與高原性能對比試驗(yàn),確認(rèn)選配MJ1增壓器作為最終方案,進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)最終配置狀態(tài)的封油門試驗(yàn)及負(fù)荷特性試驗(yàn),得出4200m高原環(huán)境下功率較平原下降10.3%,符合國標(biāo)要求。
【關(guān)鍵詞】：高原柴油機(jī) 柴油發(fā)電機(jī)組 渦輪增壓器 試驗(yàn)優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TK427
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-15
• 第1章 緒論15-20
• 1.1 課題研究的背景和意義15
• 1.2 高原柴油機(jī)研究現(xiàn)狀15-18
• 1.2.1 國外高原柴油機(jī)研究現(xiàn)狀15-16
• 1.2.2 國內(nèi)高原柴油機(jī)研究現(xiàn)狀16-18
• 1.3 本文的主要工作18-20
• 第2章 高原環(huán)境對柴油機(jī)性能的影響20-29
• 2.1 MJ350柴油機(jī)概述20-24
• 2.1.1 MJ350柴油發(fā)電機(jī)組介紹20-21
• 2.1.2 MJ350柴油機(jī)工作機(jī)理21-24
• 2.2 高原環(huán)境的基本特點(diǎn)24-25
• 2.3 高原環(huán)境對增壓器性能的影響25-27
• 2.3.1 高原環(huán)境對壓氣機(jī)特性的影響25-26
• 2.3.2 對渦輪增壓器工作參數(shù)的影響26-27
• 2.4 高原環(huán)境對柴油機(jī)性能的影響27-28
• 2.4.1 高原環(huán)境對柴油機(jī)動(dòng)力性的影響27
• 2.4.2 高原環(huán)境對柴油機(jī)經(jīng)濟(jì)性的影響27-28
• 2.5 小結(jié)28-29
• 第3章 MJ350柴油機(jī)增壓器性能匹配研究29-35
• 3.1 柴油機(jī)增壓器性能匹配原則29-30
• 3.2 可變截面渦輪增壓器的高原性能匹配30-33
• 3.2.1 可變截面渦輪流通與效率特性30-31
• 3.2.2 可變截面渦輪與壓氣機(jī)的匹配31-32
• 3.2.3 壓氣機(jī)與柴油機(jī)的匹配32
• 3.2.4 可變截面渦輪與柴油機(jī)的匹配32-33
• 3.3 渦輪增壓器與柴油機(jī)配合特性分析33-34
• 3.4 小結(jié)34-35
• 第4章 柴油機(jī)高原性能優(yōu)化模擬試驗(yàn)研究35-67
• 4.1 試驗(yàn)系統(tǒng)及其試驗(yàn)方法35-36
• 4.1.1 試驗(yàn)設(shè)備及儀表35
• 4.1.2 試驗(yàn)條件、試驗(yàn)方法及試驗(yàn)內(nèi)容35-36
• 4.2 匹配K6和M5增壓器高原性能模擬試驗(yàn)36-46
• 4.2.1 K6與M5增壓器對比試驗(yàn)36-41
• 4.2.2 噴油器不同凸出高度對比試驗(yàn)41-46
• 4.2.3 性能匹配試驗(yàn)分析討論46
• 4.3 匹配增壓器優(yōu)化方案研究46-48
• 4.3.1 燃油系統(tǒng)的優(yōu)化方案46-47
• 4.3.2 高原啟動(dòng)性能優(yōu)化47
• 4.3.3 增壓器的匹配優(yōu)化47-48
• 4.4 匹配MJ和K6增壓器高原性能模擬試驗(yàn)48-60
• 4.4.1 K6與MJ對比試驗(yàn)48-52
• 4.4.2 噴油器不同凸出高度對比試驗(yàn)52-55
• 4.4.3 不同壓縮比活塞性能對比試驗(yàn)55-60
• 4.5 三種增壓器的高原性能模擬試驗(yàn)60-65
• 4.6 匹配試驗(yàn)結(jié)論分析65-66
• 4.6.1 增壓器匹配情況分析65
• 4.6.2 增壓器匹配對排放的影響65-66
• 4.7 本章小節(jié)66-67
• 第5章 柴油機(jī)高原性能現(xiàn)場試驗(yàn)及其優(yōu)化流程確定67-78
• 5.1 MJ350匹配增壓器高原能力評估67-70
• 5.2 MJ350現(xiàn)場試驗(yàn)及其優(yōu)化流程確定70-77
• 5.2.1 平原與高原性能對比試驗(yàn)70-74
• 5.2.2 確認(rèn)發(fā)動(dòng)機(jī)配置狀態(tài)后的封油門試驗(yàn)及負(fù)荷特性試驗(yàn)74-76
• 5.2.3 發(fā)動(dòng)機(jī)高原性能匹配優(yōu)化流程76-77
• 5.3 小結(jié)77-78
• 結(jié)論與展望78-80
• 參考文獻(xiàn)80-84
• 致謝84

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