增压柴油机排气系统通流特性研究

摘要

发动机排气系统的开发设计不仅影响发动机气体通流特性,而且影响发动机废气能量的利用,从而对发动机性能有很大影响。近年来,为提高柴油机排气可用能的利用率,改善柴油机的性能,国内外学者在排气系统方面做了大量的工作。通过发动机排气系统的合理设计和涡轮增压器的匹配,可以获得最佳的发动机性能。本文采用一维模拟与实验相结合的方法,详细、深入的研究了排气系统结构参数对发动机通流特性、废气能量的利用以及发动机性能的影响。
　　本文首先利用一维软件GT-POWER建立发动机的整机模型,包括气缸的零维模型、进排气系统的一维模型和涡轮增压器、中冷器等模块。计算后与实验结果进行比较,验证整机计算模型的正确性。然后,对排气管不同结构参数进行计算,包括排气支管直径、长度、排气支管和排气总管的直径之比等,着重考察了缸内和排气管内的压力波动情况,得出排气管参数对进排气管和缸内压力波动的影响。
　　其次,本文研究了排气管结构参数对发动机性能的影响(有效功率、容积效率)。分析了排气支管长度和直径、排气总管直径、以及涡轮入口直径对发动机性能影响的优先级顺序,以及排气系统各部分结构参数之间的相互影响关系。
　　最后,本文对排气管性能参数进行了实验研究,着重考察发动机转速和负荷对排气的响应特性、扫气效果、涡轮进口能量波动的影响。

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1 绪论

1.1 课题背景

1.2 研究现状

1.3 研究内容

2 柴油机仿真模型的建立与验证[41]

2.1 概论

2.2 理论基础

2.3 柴油机仿真模型的建立与调试

2.4 本章小结

3 排气系统结构参数对发动机工作过程的影响

3.1 概论

3.2 排气管研究方案

3.3 排气管结构参数对缸内换气过程的影响

3.4 排气管结构参数对排气能量利用的影响

3.5 本章小结

4 排气管结构参数对发动机性能的影响

4.1 排气管结构参数对有效功率的影响

4.2 排气管结构参数对容积效率的影响

4.3 本章小结

5 排气管性能参数实验研究

5.1 排气能量损失分析

5.2 扫气能力分析

5.3 涡轮进口压力波分析

6 全文工作总结和展望

6.1 总结

6.2 展望

致谢

参考文献