基于二级增压的柴油机米勒循环性能模拟

发布时间：2017-12-01 22:22

  本文关键词：基于二级增压的柴油机米勒循环性能模拟

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【摘要】：在能源危机和环境污染的双重压力下,柴油机的节能减排技术被广泛探讨。米勒循环通过改变进气门关闭角来减小有效压缩比,使得膨胀比超过压缩比,是一种高热效率的热循环。随着涡轮增压技术以及可变气门控制技术的逐步成熟,米勒循环发展应用得到了技术支持,本文将探讨米勒循环与涡轮增压这种互补的气路技术模式对柴油机的经济和排放性能的影响。本文应用AVL Boost软件,建立了某小型四缸柴油机的仿真计算模型,并计算了该柴油机在标定转速不同负荷下的米勒循环的性能。由于在采用米勒循环后,原柴油机的单级增压不能满足高负荷时的进气量需求,于是对柴油机进行了二级增压模拟计算,选配了高低压级增压器,根据所选增压器的特性参数,在原机模型的基础上建立了柴油机的二级增压模型,对高中低三个转速进行了采用进气门早关的米勒循环的性能计算,分析不同米勒循环方案对各个工况的换气、燃烧、经济性和排放性的影响,并根据油耗最优的标准选出实现米勒循时的最佳进气门关闭角。结果表明,(1)柴油机采用二级增压后,在外特性工况下,其低速动力性能得到改善,中高速工况的动力性能下降；此外,在外特性各转速下,柴油机的碳烟排放都降低,而NOx排放与原机差别不大。(2)在除外特性高速段外的其他工况,基于二级增压的米勒循环方案可以较好的降低该柴油机的比油耗。柴油机各工况的比油耗均随着进气门关闭角的提前先降低后上升。各转速下,中小负荷的油耗下降比高负荷时更明显。(3)在进气门关闭提前角较小时,基于二级增压的柴油机NOx排放随着进气门关闭角的提前而降低,而此时碳烟排放只随进气门关闭角的提前略有升高。在以燃油消耗率最低为标准选取的柴油机的最优米勒循环方案中,柴油机各工况的NOx排放均低于原机,在中高速工况,基于二级增压的米勒循环方案的碳烟排放低于原机。
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TK421

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本文编号：1242684