本文關鍵詞：基于試驗優(yōu)化的高原發(fā)電用MJ350柴油機的性能匹配研究

  更多相關文章： 高原柴油機 柴油發(fā)電機組 渦輪增壓器 試驗優(yōu)化

【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因素都受到高原環(huán)境的影響而成為制約柴油機性能提升的瓶頸。MJ350柴油機是某企業(yè)自主開發(fā)的一款用于發(fā)電用的重型柴油機。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柴油機增壓系統(tǒng)的優(yōu)化匹配為課題進行研究,期望優(yōu)化該發(fā)動機高原性能,并總結(jié)出發(fā)動機高原性能匹配優(yōu)化流程方案,為企業(yè)進一步開拓高原市場以及提升柴油機性能提供理論支撐。以下為本文研究的主要內(nèi)容:1、本文分析了國內(nèi)外高原柴油機研究現(xiàn)狀,介紹了本文研究基于MJ350柴油機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,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)動機高轉(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)定運行和使用壽命。分析了高原環(huán)境對柴油機性能的影響,隨著海拔升高,柴油機功率下降顯著增大。3、分析了MJ350柴油機增壓器性能匹配的原則,即設計工作點的增壓壓力、空氣流量、柴油機功率和燃油消耗率能達到預期要求;要盡可能使柴油機運行線穿過壓氣機特性線的高效區(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)燃機配合特性的評價原則。4、結(jié)合MJ350柴油機高原環(huán)境下工作的性能指標,開展了基于平原模擬試驗的柴油機高原性能匹配研究。首先進行了M5和K6增壓器的性能匹配試驗,其次進行K6增壓器和MJ增壓器高原性能模擬試驗,得出MJ增壓器高原轉(zhuǎn)速接近限值要求。最后進行新方案的MJ1、MJ2增壓器與K6增壓器高原性能對比評估試驗,結(jié)果表明MJ1增壓器不會出現(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;同時進行高原啟動性能優(yōu)化試驗;還進行了兩種方案壓縮比的活塞性能對比試驗,確定了壓縮比為17.5:1活塞作為優(yōu)選方案。5、對MJ350柴油機進行高原性能現(xiàn)場試驗,通過平原與高原性能對比試驗,確認選配MJ1增壓器作為最終方案,進行發(fā)動機最終配置狀態(tài)的封油門試驗及負荷特性試驗,得出4200m高原環(huán)境下功率較平原下降10.3%,符合國標要求。
【關鍵詞】：高原柴油機 柴油發(fā)電機組 渦輪增壓器 試驗優(yōu)化
【學位授予單位】：湖南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：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 高原柴油機研究現(xiàn)狀15-18
• 1.2.1 國外高原柴油機研究現(xiàn)狀15-16
• 1.2.2 國內(nèi)高原柴油機研究現(xiàn)狀16-18
• 1.3 本文的主要工作18-20
• 第2章 高原環(huán)境對柴油機性能的影響20-29
• 2.1 MJ350柴油機概述20-24
• 2.1.1 MJ350柴油發(fā)電機組介紹20-21
• 2.1.2 MJ350柴油機工作機理21-24
• 2.2 高原環(huán)境的基本特點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)境對柴油機性能的影響27-28
• 2.4.1 高原環(huán)境對柴油機動力性的影響27
• 2.4.2 高原環(huán)境對柴油機經(jīng)濟性的影響27-28
• 2.5 小結(jié)28-29
• 第3章 MJ350柴油機增壓器性能匹配研究29-35
• 3.1 柴油機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的匹配31-32
• 3.2.3 壓氣機與柴油機的匹配32
• 3.2.4 可變截面渦輪與柴油機的匹配32-33
• 3.3 渦輪增壓器與柴油機配合特性分析33-34
• 3.4 小結(jié)34-35
• 第4章 柴油機高原性能優(yōu)化模擬試驗研究35-67
• 4.1 試驗系統(tǒng)及其試驗方法35-36
• 4.1.1 試驗設備及儀表35
• 4.1.2 試驗條件、試驗方法及試驗內(nèi)容35-36
• 4.2 匹配K6和M5增壓器高原性能模擬試驗36-46
• 4.2.1 K6與M5增壓器對比試驗36-41
• 4.2.2 噴油器不同凸出高度對比試驗41-46
• 4.2.3 性能匹配試驗分析討論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48-60
• 4.4.1 K6與MJ對比試驗48-52
• 4.4.2 噴油器不同凸出高度對比試驗52-55
• 4.4.3 不同壓縮比活塞性能對比試驗55-60
• 4.5 三種增壓器的高原性能模擬試驗60-65
• 4.6 匹配試驗結(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 柴油機高原性能現(xiàn)場試驗及其優(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70-74
• 5.2.2 確認發(fā)動機配置狀態(tài)后的封油門試驗及負荷特性試驗74-76
• 5.2.3 發(fā)動機高原性能匹配優(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80-84
• 致謝84

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