16RK270型柴油机燃油喷射系统仿真分析

发布时间：2017-08-17 05:03

  本文关键词：16RK270型柴油机燃油喷射系统仿真分析

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【摘要】：柴油机在船用发动机中所占的比例是不容小觑的,近些年来船用柴油机技术突飞猛进,但是我国的技术还是存在一定弱点的。.于是我们对大连机车厂引进的中速16RK270柴油机进行一下系统研究。 本文首先使用GT-FUEL搭建整机模型,在GT-POWER软件平台搭建单缸机模型。在实验结果与仿真结果对比验证模型的可信度之后,用整机模型用来对燃油流动特性进行分析,得到喷油压力、针阀升程、燃油质量、和燃油质量流速等,用单缸机模型用来对喷射系统的动力性方面进行模拟计算,得到示工图、缸内碳烟排放和NOx排放曲线等。 随后,本文为了分析喷射系统关键参数对系统的喷油特性的影响情况,在其他基本参数都固定的情况下,改变所想研究的参数的大小来对其影响力进行评估。本文分别分析了喷油泵柱塞直径的影响,高压油管的长度和内径变化对系统地改变。由于喷射系统的结构复杂,利用这种方法可以让我们清晰地了解各个参数对于系统地影响状况。从而使得我们在以后对柴油机的优化过程中,对于参数的设置有清晰的思路。节省大量的工作时间。 最后运用GT-POWER里的DOE优化计算,我们设定了供油提前角和压缩比两个变量,运用GT-POWER里的DOE优化计算,对比碳烟和NOx排放得出了两个变量的较好的变化范围。然后我从上述范围中取得5组工况。五种工况分别进行计算,对比结果得出排放较佳的压缩比和供油提前角。
【关键词】：船用柴油机 燃油喷射系统 仿真分析 优化计算
【学位授予单位】：大连交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U664.121
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-7
• 目录7-9
• 绪论9-20
• 1.1 柴油机在船舶动力装置中的地位9
• 1.2 我国船用柴油机发展现状9-10
• 1.3 柴油机主要排放污染物10-16
• 1.3.1 氮氧化物(NOx)11-13
• 1.3.2 碳烟颗粒(Soot)13-16
• 1.4 船用柴油机排放的现状和限制法规16-17
• 1.5 计算机仿真技术在内燃机研发中的应用17-20
• 1.5.1 计算机仿真技术17
• 1.5.2 柴油机数值模拟理论17-18
• 1.5.3 内燃机数值模拟18-20
• 第二章 燃油喷射系统的基本数学模型分析20-40
• 2.1 计算方法的理论基础20-23
• 2.2 喷油泵内的计算方程23-25
• 2.3 喷嘴内的计算方程25-27
• 2.4 长针阀喷嘴中流动的计算27-29
• 2.5 初始条件29-30
• 2.6 计算油管内方程所用的差分方法30-36
• 2.7 油泵及喷嘴内方程的隐式差分格式36-39
• 本章小结39-40
• 第三章 16RK270柴油机燃油喷射系统介绍及仿真模型建立40-57
• 3.1 一般柴油机燃油喷射系统41-42
• 3.2 16RK270型柴油机结构和技术参数42-43
• 3.3 16RK270型柴油机燃油系统43-47
• 3.3.1 喷油器43-45
• 3.3.2 喷油泵45-47
• 3.4 整机仿真模型建立过程47-53
• 3.4.1 喷油器模块参数设置48-50
• 3.4.2 喷油泵及其他模块的参数设置50-51
• 3.4.3 运行条件及工况的设置51-53
• 3.5 单缸系统模型53-56
• 本章小结56-57
• 第四章 燃油喷射系统模拟仿真57-76
• 4.1 整机模型仿真57-61
• 4.1.1 模型验证57-58
• 4.1.2 模型仿真结果分析58-61
• 4.2 单缸机模型的仿真结果分析61-63
• 4.3 燃油喷射系统参数对性能的影响63-68
• 4.3.1 柱塞直径63-65
• 4.3.2 高压油管长度65-67
• 4.3.3 高压油管内径67-68
• 4.4 DOE计算结果68-75
• 4.4.1 DOE优化函数的定义68-69
• 4.4.2 以NOx排放最低为目标值时的计算结果69-70
• 4.4.3 以碳烟排放最小为目标值时的计算结果70-72
• 4.4.4 优化计算72-75
• 本章小结75-76
• 全文总结及工作展望76-77
• 研究工作总结76
• 研究工作展望76-77
• 参考文献77-79
• 致谢79

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本文编号：687185