高強(qiáng)化柴油機(jī)性能優(yōu)化及可調(diào)渦輪增壓系統(tǒng)匹配的仿真研究.pdf

1、隨著世界范圍內(nèi)石油資源的日益匱乏和需求者要求的日益提高，世界各大柴油機(jī)生產(chǎn)廠商都在不斷改進(jìn)自己的產(chǎn)品以滿足下一代交通工具對柴油機(jī)功率密度和功率質(zhì)量比的要求。目前國內(nèi)設(shè)計生產(chǎn)的高強(qiáng)化柴油機(jī)在升功率、油耗和可靠性方面與國外同類機(jī)型還有較大差距。本文以國外某型高強(qiáng)化柴油機(jī)為研究對象，進(jìn)行了該高強(qiáng)化柴油機(jī)性能的仿真研究與分析，并開展了高強(qiáng)化柴油機(jī)與可調(diào)渦輪增壓系統(tǒng)匹配的研究。 本文首先針對柴油機(jī)各物理子系統(tǒng)進(jìn)行了數(shù)學(xué)描述，建立了高強(qiáng)化柴

2、油機(jī)工作過程的數(shù)學(xué)模型，采用一維不定常流描述進(jìn)排氣系統(tǒng)的氣體流動。 應(yīng)用GT-POWER軟件全面建立了高強(qiáng)化柴油機(jī)的工作過程仿真計算模型，通過仿真結(jié)果和試驗數(shù)據(jù)的比較，驗證了仿真模型的可信性。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了該高強(qiáng)化柴油機(jī)標(biāo)定工況的工作過程仿真計算，對其標(biāo)定工況下的主要性能指標(biāo)進(jìn)行了預(yù)測分析。 針對該高強(qiáng)化柴油機(jī)主要運(yùn)行參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化研究。在確定了相關(guān)優(yōu)化變量和約束條件后，應(yīng)用GT-POWER自帶的優(yōu)化工具建立

3、了以標(biāo)定工況下柴油機(jī)動力性最優(yōu)為目標(biāo)的高強(qiáng)化柴油機(jī)性能優(yōu)化的仿真模型，計算結(jié)果表明：經(jīng)過參數(shù)優(yōu)化后，該柴油機(jī)性能進(jìn)一步提升。 針對高強(qiáng)化柴油機(jī)的性能要求，進(jìn)行了高強(qiáng)化柴油機(jī)高增壓系統(tǒng)的方案論證，確定了該高強(qiáng)化柴油機(jī)采用單級高壓比可調(diào)渦輪增壓系統(tǒng)。應(yīng)用可調(diào)渦輪增壓系統(tǒng)的仿真計算模型，研究了可調(diào)渦輪增壓系統(tǒng)與高強(qiáng)化柴油機(jī)的穩(wěn)態(tài)匹配規(guī)律。通過仿真計算，分析和總結(jié)了可調(diào)葉片位置對柴油機(jī)性能的影響規(guī)律，建立了高強(qiáng)化柴油機(jī)與可調(diào)渦輪增壓系統(tǒng)