本文關(guān)鍵詞：基于GT-Power和Simulink的柴油機停缸技術(shù)研究

  更多相關(guān)文章： 柴油機 停缸技術(shù) GT-Power Simulink 模擬

【摘要】：隨著我國汽車保有量的持續(xù)上升,發(fā)動機的節(jié)能減排已經(jīng)成為一個迫在眉睫的事情。為了提高發(fā)動機的燃油經(jīng)濟性,停缸技術(shù)早在20世紀初就被運用在發(fā)動機上,但主要是用于汽油機和早期船用柴油機,許多文獻已經(jīng)說明停缸技術(shù)在汽油機上的應(yīng)用可以有效地提高其燃油經(jīng)濟性。在車用柴油機上的運用則非常有限,因為柴油機沒有節(jié)氣門,部分氣缸停缸后并不能減少泵氣損失。然而,停缸技術(shù)在柴油機上的運用仍有研究價值。部分氣缸停缸后,為保證輸出功率不變,需提高剩余氣缸的輸出功率,可使柴油機工作在燃油經(jīng)濟性較高的區(qū)域。本文主要研究內(nèi)容如下：(1)運用GT-power軟件建立柴油機整機模型,選定發(fā)動機傳熱模型、噴油模型和燃燒模型,并輸入相應(yīng)的參數(shù),調(diào)整和改進各個模塊的初始條件和邊界參數(shù),并驗證模型的正確性。(2)在已建立的柴油機GT-Power原機模型的基礎(chǔ)進行改裝,以在其上實現(xiàn)停缸技術(shù)。(3)選擇不同的停缸方式,分別模擬柴油機在1600r/min、2000r/min、2400r/min和3200r/min轉(zhuǎn)速下25%負荷時原機、停一缸和停兩缸的穩(wěn)態(tài)工況,并對比其燃油經(jīng)濟性。(4)選擇燃油經(jīng)濟性最好的停缸方式,分析在該停缸方式下柴油機的排放特性、停缸區(qū)域以及被停氣缸在氣缸排列中所處位置對柴油機的影響。(5)利用GT-Power和Simulink搭建聯(lián)合仿真平臺,實現(xiàn)柴油機停缸的瞬態(tài)控制。(6)模擬柴油機2400r/min轉(zhuǎn)速下25%負荷時從原機到停兩缸工作和從停兩缸到原機工作的瞬態(tài)工作過程,并分析不同控制策略對柴油機停缸的影響。研究表明：(1)斷油式停缸方式在停缸后并不能降低該柴油機的燃油消耗率,因而斷油式停缸方式在該柴油機上不可行；(2)停氣門式停缸方式停缸后可以有效地提高柴油機燃油經(jīng)濟性,且停兩缸時的節(jié)油效果比停一缸的節(jié)油效果更好；停缸技術(shù)對柴油機排放的影響方面,停缸后會導致NOx排放量一定程度上的上升,上升幅度約為10%,但同時可以較大程度降低碳煙的排放量,下降幅度約為35%。(3)基于停氣門式的停缸方式模擬分析得知,停缸時選擇不同的停缸位置對柴油機燃油經(jīng)濟性影響很小；但考慮到對柴油機輸出扭矩的平順性,停缸的時候應(yīng)該選擇點火間隔均勻的停缸位置。即停一缸時選擇停第3缸,停兩缸時選擇停第2、第3缸,且均為固定停缸位置。(4)從不停缸轉(zhuǎn)到停兩缸工作時,如不進行專門的控制,柴油機輸出扭矩會突然下降,且下降幅度達到60%,此時可以通過提高工作缸噴油量的增加速度和適當?shù)靥崆皣娪蜁r刻的方式,來保證停缸轉(zhuǎn)換過程中柴油機扭矩的波動幅度。(5)從停兩缸恢復(fù)到不停缸時,如不進行專門的控制,柴油機輸出扭矩會突然下降,到原扭矩的35%左右,之后又會突然上升到原扭矩的135%左右,此時可以通過提前減少工作缸的噴油量和加快噴油量減少速度,來保證停缸恢復(fù)過程中柴油機扭矩的快速恢復(fù)和振動幅度。
【關(guān)鍵詞】：柴油機 停缸技術(shù) GT-Power Simulink 模擬
【學位授予單位】：西南交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U464.172
【目錄】：

• 摘要6-8
• abstract8-12
• 第1章 緒論12-20
• 1.1 問題的提出12-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-18
• 1.2.1 國外停缸技術(shù)的研究14-17
• 1.2.2 國內(nèi)停缸技術(shù)研究現(xiàn)狀17-18
• 1.3 本文主要研究目的與意義18-19
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容19-20
• 第2章 仿真理論和數(shù)學模型20-30
• 2.1 缸內(nèi)工作過程基本方程20-22
• 2.2 進排氣過程數(shù)學模型22-25
• 2.3 渦輪增壓器數(shù)學模型25-27
• 2.3.1 壓氣機數(shù)學模型25-26
• 2.3.2 渦輪數(shù)學模型26
• 2.3.3 壓氣機與渦輪功率平衡模型26-27
• 2.4 準維模型27-28
• 2.5 排放模型28
• 2.5.1 NOx排放模型28
• 2.5.2 Soot排放模型28
• 2.6 本章小結(jié)28-30
• 第3章 柴油機GT-Power模型的建立與驗證30-39
• 3.1 GT-Power軟件介紹30-31
• 3.2 柴油機主要模塊31-36
• 3.2.1 氣缸模塊31-32
• 3.2.2 進排氣系統(tǒng)模塊32-35
• 3.2.3 噴油器模塊35
• 3.2.4 曲軸箱模塊35-36
• 3.2.5 增壓器模塊36
• 3.3 柴油機整機模型的建立36-37
• 3.4 柴油機模型的驗證37-38
• 3.5 本章小結(jié)38-39
• 第4章 不同停缸方式的節(jié)油效果39-54
• 4.1 斷油式停缸方式39-44
• 4.1.1 斷油式停缸方式設(shè)計39-40
• 4.1.2 柴油機斷油式停缸的熱平衡分析40-44
• 4.1.3 斷油式停缸方式不可行原因分析44
• 4.2 停氣門式停缸方式44-50
• 4.2.1 停氣門式停缸方式設(shè)計44-45
• 4.2.2 停氣門式停缸方式對柴油機燃油經(jīng)濟性的影響45-46
• 4.2.3 停氣門式停缸方式對柴油機NOx排放的影響46-48
• 4.2.4 停氣門式停缸方式對柴油機碳煙排放的影響48
• 4.2.5 停氣門式停缸方式停缸區(qū)域Map48-50
• 4.3 停缸位置對柴油機影響50-53
• 4.3.1 停缸位置對柴油機燃油經(jīng)濟性的影響50-51
• 4.3.2 停缸位置對柴油機輸出扭矩的影響51-53
• 4.4 本章小結(jié)53-54
• 第5章 停缸技術(shù)的瞬態(tài)模擬54-65
• 5.1 GT-Power與Simulink聯(lián)合仿真平臺的建立54-56
• 5.1.1 聯(lián)合仿真技術(shù)概論54
• 5.1.2 聯(lián)合仿真平臺建立54-56
• 5.2 從原機到停兩缸工作過程56-60
• 5.2.1 工作缸噴油量增加速度對扭矩的影響57-58
• 5.2.2 工作缸噴油量增加時刻對扭矩的影響58-60
• 5.3 從停兩缸到原機工作過程60-64
• 5.3.1 工作缸噴油量減少速度對扭矩的影響60-62
• 5.3.2 工作缸噴油量減少時刻對扭矩的影響62-64
• 5.4 本章小結(jié)64-65
• 結(jié)論與展望65-67
• 1. 結(jié)論65
• 2. 展望65-67
• 參考文獻67-70
• 致謝70-71
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及科研成果71

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 聶崇訓;歐美柴油機排放標準參考[J];工程機械;2003年03期

2 王秀葉,王旭,耿宗亮;降低190系列柴油機排放的研究[J];拖拉機與農(nóng)用運輸車;2005年05期

3 華龍;歐洲對柴油機排放的控制[J];城市車輛;2005年02期

4 韓會成;郭景才;;改善柴油機排放措施[J];農(nóng)機使用與維修;2006年05期

5 許建耘;;滿足柴油機排放標準的技術(shù)[J];石油煉制與化工;2012年07期

6 郭昌明;柴油機排放的控制方法[J];車用發(fā)動機;1987年06期

7 ;從排放看未來50年柴油機的發(fā)展[J];小型內(nèi)燃機;1995年05期

8 華覺源;全國柴油機排放法規(guī)討論會召開[J];車用發(fā)動機;1996年04期

9 林暾熹;非公路用柴油機的排放及其改善措施[J];車用發(fā)動機;1997年01期

10 錢裕堯;;柴油品質(zhì)與柴油機排放[J];輕型汽車技術(shù);1999年01期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 朱江;;柴油機可見污染物的排放特點及測量方法[A];2010重慶汽車工程學會年會論文專輯[C];2010年

2 卓松芳;;針對城市公交車輛開發(fā)的6112增壓中冷歐Ⅱ柴油機[A];新世紀中國城市公共交通現(xiàn)代化論壇論文集[C];2001年

3 王達文;張寶誠;李翠華;;柴油機主要排放污染物簡明預(yù)測法[A];加入WTO和中國科技與可持續(xù)發(fā)展——挑戰(zhàn)與機遇、責任和對策（下冊）[C];2002年

4 劉欣;劉志勤;;降低直噴型柴油機的排放[A];山東省科協(xié)重點學術(shù)研討活動成果——山東生態(tài)省建設(shè)與發(fā)展論文匯編[C];2004年

5 任洪娟;馬其華;;柴油機歐Ⅳ、Ⅴ排放控制技術(shù)路線研究[A];Proceedings of Conference on Environmental Pollution and Public Health（CEPPH 2012）[C];2012年

6 嚴采娟;遠瑩瑩;肖榮;范國梁;;快速萃取法分析柴油機排放顆粒物中可溶性有機化合物[A];'2006天津市第十七屆色譜學術(shù)交流會論文集[C];2006年

7 王振鋒;黎蘇;孟凡舉;周晶晶;鐘銘;;柴油添加尿素水溶液降低柴油機NO_x排放的試驗研究[A];高等學校工程熱物理第十九屆全國學術(shù)會議論文集[C];2013年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 青澤;美大力推行清潔柴油機[N];中國環(huán)境報;2005年

2 劉林森;美國打響清潔柴油機“戰(zhàn)役”[N];中國財經(jīng)報;2007年

3 辛文;我國柴油機產(chǎn)業(yè)總體水平有待提高[N];中國機電日報;2001年

4 記者 張銀炎;滬江公司柴油機排放檢測創(chuàng)新高[N];中國船舶報;2007年

5 繆孔文;杭發(fā)率先推出國產(chǎn)歐Ⅱ柴油機[N];中國機電日報;2001年

6 華訊;柴油機總體水平有待提高[N];中國物資報;2000年

7 記者 張銀炎;滬江公司去年柴油機排放檢測超百臺[N];中國船舶報;2011年

8 南京汽車研究所 錢裕堯;對柴油機排放不應(yīng)苛求也不能放任[N];中國汽車報;2000年

9 路明遠;柴油機轎車的優(yōu)劣[N];光明日報;2000年

10 本報記者 劉蔚;新技術(shù)降低柴油機顆粒排放[N];中國環(huán)境報;2005年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 覃軍;降低柴油機NO_X排放的SCR系統(tǒng)控制策略研究[D];武漢理工大學;2007年

2 劉金武;HSDI柴油機霧化與排放特性瞬態(tài)多維建模和數(shù)值研究[D];湖南大學;2007年

3 王峰;柴油機低溫燃燒過程中多環(huán)芳香烴生成機理的構(gòu)建及多維模擬研究[D];重慶大學;2012年

4 張登攀;柴油機進氣預(yù)混甲醇的臺架試驗和醇氣混合過程數(shù)值模擬[D];江蘇大學;2011年

5 劉少華;柴油機燃用BED多組份燃料的燃燒過程研究[D];昆明理工大學;2013年

6 韓文赫;基于多譜協(xié)同分析方法的D/INTP降低柴油機有害排放機理研究[D];江蘇大學;2014年

7 杜憲峰;柴油機振聲信號特征提取與低振聲機體結(jié)構(gòu)改進研究[D];天津大學;2012年

8 田碩;柴油機ISG混合動力系統(tǒng)瞬態(tài)過程優(yōu)化控制研究[D];清華大學;2008年

9 王攀;NPAC技術(shù)降低柴油機NO_x和PM排放的機理分析及試驗研究[D];江蘇大學;2009年

10 鄭尊清;采用EGR結(jié)合DOC實現(xiàn)柴油機低排放的研究[D];天津大學;2009年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 邵福霞;燃油調(diào)制對柴油機NO_x排放影響試驗研究[D];大連海事大學;2016年

2 蘇志偉;PODE/甲醇組合燃燒在防爆柴油機中應(yīng)用研究[D];太原理工大學;2016年

3 唐煒;柴油機SCR系統(tǒng)轉(zhuǎn)化效率及氨存儲特性的試驗研究[D];江蘇大學;2016年

4 仲達;四缸增壓中冷柴油機排放控制的模擬及試驗研究[D];江蘇大學;2016年

5 李春玲;WP10.270E40型國四柴油機故障分析及改進方案驗證[D];吉林大學;2016年

6 黃俊;基于GT-Power和Simulink的柴油機停缸技術(shù)研究[D];西南交通大學;2016年

7 趙剛東;提升國Ⅳ柴油機排放性能的燃燒室結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究[D];廣西大學;2016年

8 郭洋;柴油機排放計算方法的改進與誤差因素分析[D];大連海事大學;2008年

9 張恩民;柴油機排放污染物控制實驗研究[D];長安大學;2009年

10 李茂永;柴油機柴油/乙醇在線混合自控系統(tǒng)研究[D];大連理工大學;2007年

，

本文編號：892697