某柴油机高原工况性能模拟及优化

摘要

柴油机自1892年诞生到今天已经一百多年,期间经历了多次技术的革新和完善，目前成为世界上应用范围最广，重要程度最高的动力机械之一，是汽车、轮船、工程机械和很多军用设备的动力来源。高效且可靠的柴油机不仅能促进国家安全和发展，也在各个方面影响着我们每个人的生活。柴油机技术的发展有很多领域，但在我国有一些比较特殊的关注点，其中之一是柴油机高原工况适应性研究。这是因为我国具有世界上最广阔的高原地域，这些区域有非常多柴油机的使用场景，但大气压力小，空气密度小和空气含氧量低等气候特点会影响柴油机的工作状态，造成柴油机各项性能参数恶化，甚至无法正常工作。
　　本研究分析了柴油机高原适应性的意义和主要方法，针对大连中车柴油机有限公司研发的某机车柴油机，根据具体情况确立了工作内容。研究主要包括以下几部分：通过厂家提供的设计和实验数据，使用一维仿真模拟软件GT-Power建立该机型的仿真模型并进行标定，为之后的研究打下基础；应用标定的仿真模型模拟了该机型在不同高原工况下的工作状态，得到随着海拔升高大气压力降低，柴油机在不同转速下功率、扭矩、燃油消耗率、排放、缸内温度和压力的变化情况，分析每个参数变化的规律、原因和对柴油机整机运行的影响；研究了目前柴油机高原性能优化的主要思路以及每个思路具体包含的方法；根据出现的问题，提出了确定不同高原工况下的最佳喷油提前角和二级增压这两种方案优化柴油机的高原性能，并通过模拟判断两种方法的优化效果；展望了未来的工作方向。

目录

声明

1 绪论

1.1 课题背景及意义

1.2 高原工况下的柴油机性能研究方法

1.3本文主要研究内容

2 柴油机数值计算理论

2.1 缸内系统数值计算模型

2.2 进排气系统数值计算模型

2.3 涡轮增压器数值计算模型

2.4 柴油机性能参数计算

3 整机GT-Power仿真模型的建立与验证

3.1 软件介绍

3.2 基于GT-Power的整机仿真模型建立

3.3 仿真模型验证

4 高原工况下柴油机性能模拟

4.1 高原环境模拟方法

4.2 不同高原工况对柴油机动力性和经济性的影响

4.3 不同高原工况对柴油机缸内温度和压力的影响

4.4 不同高原工况对柴油机排放的影响

5 高原工况下柴油机性能优化

5.1柴油机高原性能优化方法

5.2 喷油提前角优化

5.3进气优化

6 总结及展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢