基于GT-Power仿真模型的6100涡轮增压柴油机的特性分析与研究

摘要

由于能源和环境问题越来越引起现代人的关注，这对内燃机的动力性、经济性以及排放性能提出了越来越高的要求。计算机和计算技术的迅猛发展为内燃机的研究与开发提供了新的技术手段。利用计算机可以使内燃机的设计由过去比较粗糙的经验、半经验设计向精确的模拟计算、优化设计和内燃机CAD方面过渡。内燃机工作过程的计算机模拟计算研究对改善与提高内燃机的动力性、经济性以及排放性能等都将产生重要的作用。 本文通过采用GT-Power软件，建立了6100涡轮增压柴油机的GT-Power仿真模型，将仿真模型的模拟计算结果与已有的YC6108柴油机的实验数据进行对比，验证了仿真模型的正确性。利用所建立的6100涡轮增压柴油机的GT-Power仿真模型，分析和研究了压缩比和喷油提前角对6100涡轮增压柴油机性能的影响。根据废气再循环(EGR)系统的设计原则，对各种EGR技术方案进行了对比与分析，利用GT-Power软件建立了带有EGR系统的6100涡轮增压柴油机仿真模型；对普通双向EGR阀系统的工作过程和不同工况下EGR对6100涡轮增压柴油机性能的影响进行了分析；研究了进气节流的EGR系统对柴油机的EGR率的提高以及对柴油机燃油经济性和排放性能的影响规律；分析了单向EGR阀的作用原理，在此基础上对单向EGR阀对柴油机EGR率以及柴油机燃油经济性和排放性能的影响规律进行了研究。利用GT-Power软件建立了单缸增压柴油机、带有排气净化器的6100非增压柴油机以及带有排气净化器的6100涡轮增压柴油机的GT-Power仿真模型。在此基础上，对排气压力波、柴油机排气总管管长、排气净化器在柴油机排气管上的安装位置以及排气净化器阻力对柴油机性能的影响及影响规律进行研究。通过本文的研究工作，得出了一些对柴油机设计与性能优化以及排放控制具有指导意义的结论。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

第二章模拟计算理论及GT-Power软件结构分析

第三章计算模型的建立与验证

第四章柴油机性能的变参数分析与研究

第五章废气再循环(EGR)系统性能的分析与研究

5.1 EGR降低NOx排放的基本原理

5.2 EGR与同类相关技术的比较

5.3 EGR系统的设计与控制原则

5.4 EGR设计方案的比较与分析

5.5 EGR系统模拟计算的目标及其方法

5.6模拟计算结果及分析

5.7 EGR引起的腐蚀磨损问题分析

5.8本章小结

第六章排气净化器对柴油机性能影响的研究

第七章全文总结与展望

参考文献

攻读硕士学位期间公开发表的论文

致谢