长冲程12V190柴油机的研究开发

摘要

本文主要研究了中大功率柴油机行程加大后的主要结构参数、燃烧系统、燃油系统、曲轴轴系以及连杆活塞等重要零部件的设计。 根据国内外现在柴油机的技术发展以及社会市场对动力的需求状况，并结合我厂实际的研发、加工及检验水平，阐述了新型中大功率柴油机的主要结构参数、性能指标、主重要系统和部件等的设计。最终通过理论分析、计算机模拟计算与试验相结合的方法对柴油机研发过程中的关键设计点作了较为详细深入的研究。 在模拟计算中首先利用AVL的一维计算boost软件，对增压器、进排气系统、中冷器以及发动机进行工作工程的计算，并又分别分析了恒压系统和脉冲系统排气管系对发动机的动力性和经济性等性能的影响。利用AVL的BRICKS软件对曲柄半径加大而连杆及主轴颈半径均未改变的曲轴进行了扭振计算，以确保曲轴能够满足较高性能的要求。利用AVL的HYDSIM燃油系统分析软件，对不同类型的燃油系统在不同的喷油时刻对泵端压力、嘴端压力、针阀升程以及喷油速率等分别进行了研究，根据计算结果选取了最佳方案。最后还利用GLIDE软件对活塞在冲程加大后的运动及受力进行了模拟分析，简要的概括了行程加大后活塞和缸套的工作状况。 通过对主要参数的分析以及相关的模拟计算，确定了柴油机的主要结构，并分别对各主重要系统及零部件进行详细的设计和优化，使柴油机在冲程加大后的各系统得以良好的匹配，各主要零部件工作可靠并满足了较高性能的要求，同时也为气体发动机的开发奠定了良好的技术基础。 最后给出新型中大功率柴油机的台架性能试验结果，分析了柴油机的负荷特性、万有特性、推进特性等，其各项性能指标：功率、油耗、排温、排放等方面均符合研发目标，进一步说明了该柴油机的研发是成功的。

目录

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第一章 绪论

1.1国内外中高速大功率柴油机的现状与发展

1.1.1国内外中高速大功率柴油机的现状

1.1.2国外竞争对手的状况

1.1.3中高速大功率柴油机主要参数的发展趋势

1.2中大功率柴油机市场的需求

1.2.1石油钻井市场的新动态

1.2.2机车市场的前景

1.2.3船舶动力的短缺

1.3课题的提出及意义

1.3.1课题的提出

1.3.2课题的意义

第二章 柴油机的初步设计

2.1柴油机的研发原则及动力性的定位

2.2主要参数的确定

2.2.1柴油机压缩比的确定

2.2.2柴油机行程的确定

2.2.3压缩余隙及燃烧室的选取

2.2.4连杆长度的确定

2.2.5机体V形夹角的确定

2.3初步设计阶段的相关计算

2.3.1工作过程的模拟计算

2.3.2曲轴轴系的计算

第三章 柴油机的详细设计

3.1概述

3.2燃油系统的模拟计算

3.2.1模型的建立

3.2.2仿真分析

3.2.3计算结果

3.3油束穿透率的计算

3.4活塞运动的模拟计算

3.4.1计算模型的建立

3.4.2计算结果(以下所有浅绿线均为新机型曲线，深红色则为原机型曲线)

第四章 主重要件及其他系统的设计

4.1概述

4.2主重要件的设计

4.2.1机体、缸套的设计

4.2.2活塞的设计

4.2.3连杆的设计

4.2.4曲轴的设计

4.2.5冷却系统的设计

4.2.6润滑系统的设计

第五章 试验数据比较分析

5.1负荷特性试验

5.2万有特性试验

5.3推进特性试验

5.4试验数据分析

第六章 结论与展望

6.1结论

6.2展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文