高強(qiáng)化柴油機(jī)總體性能優(yōu)化及關(guān)鍵技術(shù)分析.pdf

1、為了滿足四代坦克對(duì)高強(qiáng)化發(fā)動(dòng)機(jī)的需求,美、德等國(guó)都在積極開(kāi)發(fā)能夠適應(yīng)四代坦克的高強(qiáng)化發(fā)動(dòng)機(jī)。尤其是德國(guó)HPD柴油機(jī)的出現(xiàn),對(duì)國(guó)外未來(lái)主戰(zhàn)坦克的發(fā)展產(chǎn)生了極為重要的影響。目前,我國(guó)也在軍用高強(qiáng)化柴油機(jī)領(lǐng)域進(jìn)行了大量的研究。本文以國(guó)外某型高強(qiáng)化柴油機(jī)為目標(biāo)樣機(jī),建立了高強(qiáng)化柴油機(jī)的工作過(guò)程仿真計(jì)算模型。并對(duì)該柴油機(jī)性能進(jìn)行了仿真研究與分析,對(duì)其關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了分析,最后對(duì)該高強(qiáng)化柴油機(jī)的主要運(yùn)行參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化,進(jìn)一步提高了其總體性能

2、。
　　 本文首先將柴油機(jī)劃分成幾個(gè)獨(dú)立的物理模型,并用數(shù)學(xué)方法對(duì)其描述。應(yīng)用AVLBOOST軟件建立了該高強(qiáng)化柴油機(jī)工作過(guò)程仿真模型,用AVL MCC燃燒規(guī)律模型對(duì)缸內(nèi)工作過(guò)程進(jìn)行描述。并將計(jì)算結(jié)果和國(guó)外某型柴油機(jī)的性能指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果表明,該高強(qiáng)化柴油機(jī)工作過(guò)程仿真模型計(jì)算結(jié)果與國(guó)外某型柴油機(jī)性能指標(biāo)誤差很小。
　　 在此基礎(chǔ)上對(duì)該高強(qiáng)化柴油機(jī)標(biāo)定工況進(jìn)行了仿真計(jì)算,對(duì)其各項(xiàng)總體性能指標(biāo)進(jìn)行了預(yù)測(cè)分析。通過(guò)仿真計(jì)算

3、,獲得該柴油機(jī)缸內(nèi)壓力、溫度、燃燒放熱率等參數(shù)隨曲軸轉(zhuǎn)角的變化關(guān)系。在確定了高強(qiáng)化柴油機(jī)強(qiáng)化程度影響因素之后,對(duì)影響柴油機(jī)強(qiáng)化程度的運(yùn)行參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)變化規(guī)律進(jìn)行了研究。分別分析了進(jìn)排氣系統(tǒng)、噴油系統(tǒng)、壓縮比、進(jìn)氣參數(shù)和轉(zhuǎn)速對(duì)柴油機(jī)性能的影響,都得到了各個(gè)參數(shù)對(duì)柴油機(jī)性能影響的規(guī)律。
　　 其次,針對(duì)高強(qiáng)化柴油機(jī)高速、高平均有效壓力的性能要求,通過(guò)提高增壓比、選擇合適的配氣相位和多氣門技術(shù)提高了高強(qiáng)化柴油機(jī)一直偏低的過(guò)量空氣系數(shù)

4、。此外,高強(qiáng)化機(jī)型在低轉(zhuǎn)速下柴油機(jī)的工作性能可能會(huì)惡化,因此,將可調(diào)渦輪增壓技術(shù)和可變配氣相位技術(shù)應(yīng)用于該高強(qiáng)化柴油機(jī)。通過(guò)計(jì)算,分析了可調(diào)渦輪增壓器葉片位置的變化對(duì)柴油機(jī)性能的影響,在此基礎(chǔ)上得到了可調(diào)渦輪增壓器在全工況范圍內(nèi)的葉片位置MAP圖。在對(duì)各轉(zhuǎn)速工況下的配氣相位優(yōu)化基礎(chǔ)上,確定了可變配氣相位的設(shè)計(jì)方案。研究表明,可變配氣相位技術(shù)的應(yīng)用使得低速區(qū)產(chǎn)生較高的功率和較低的燃油消耗率,提高柴油機(jī)的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性。
　　 最后