6106柴油机工作过程的数值模拟及优化

发布时间：2017-03-27 03:08

  本文关键词：6106柴油机工作过程的数值模拟及优化，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 柴油机的工作过程涉及到气体流动、涡轮增压、喷油、燃烧、传热与传质以及化学反应动力学等多种物理过程。因此，柴油机的工作过程不仅关系到柴油机的动力性、经济性、燃烧噪音和有害废气生成，而且还直接影响到柴油机的可靠性和耐久性。对柴油机工作过程的研究，虽然可以用实验仪器进行测量，但柴油机结构十分复杂，往往不能得到有关的详细信息。与实验相比较，采用数值模拟计算的方法解决不仅可以大大降低研究费用，节省人力、物力，缩短开发周期，而且还可以获得一些实验不能测量或难以测量的结果。由于对柴油机工作过程进行数值模拟有着实验无法比拟的优越性，因此，本文对柴油机工作过程进行了数值模拟研究。 几何结构的精确描述是实现准确实现数值模拟的重要前提，但柴油机模型涉及到进气系统、排气系统、涡轮增压系统、喷油组件、气缸和曲轴箱等诸多实体，而且结构极其复杂，如按真实实体结构建立计算几何模型需要花费大量时间且难以实现，也没有必要。因此根据计算经验，在保证对数值计算精度不产生很大影响的前提条件下，对实体结构进行一些等效简化处理。将进、排气管路简化成一维的模型，这样既能保证计算的精度，又可以节省大量的时间。另外，对缸内的工作过程也做了简化，燃烧模型采用的是准维模型，这种简化虽然看不出空间的不均匀性对柴油机性能的影响，，但是可以得到柴油机性能参数随时间的变化规律，而且结果精度也可以满足研发的要求。 本文利用大型通用内燃机工作过程数值模拟软件GT-Power，对6106柴油机工作过程进行了数值模拟计算。主要分析了以下几个方面：1、在研究进、排气系统时，主要考察了进、排气系统管路的长度和直径对性能的影响；2、在研究配气系统时，主要考察了进气门迟闭角度、排气门开启角度和气门叠开角度对性能的影响；3、在研究压缩比时，主要考察了压缩比对性能和排放的影响；4、在研究燃油系统时，主要考察了供油提前角、喷油开启压力、喷孔的直径和数目对性能的影响；5、在研究燃烧室壁面温度时，主要考察了壁面温度以及变化对柴油机性能的影响。通过对模拟结果的分析，可以为柴油机的改进设计和性能优化提供重要的理论依据。综上，通过对工作过程的数值模拟可以使柴油机类型、结构参数和性能参数达到优化，这也将把柴油机的设计方法和理论研究带入一个新发展阶段。
【关键词】：柴油机 工作过程 数值模拟 性能优化
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TK421
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-19
• 1.1 课题研究的意义和应用价值9-10
• 1.2 柴油机工作过程分析研究的进展与现状10-12
• 1.3 工作过程数值模拟研究的进展与现状12-16
• 1.4 本文研究的主要内容16-19
• 2 柴油机工作过程的数学物理模型19-29
• 2.1 进排气管路系统19-23
• 2.1.1 管路的基本方程20
• 2.1.2 摩擦损失与压力损失方程20-21
• 2.1.3 壁面传热方程21
• 2.1.4 进、排气量计算21-23
• 2.2 缸内工作过程23-27
• 2.2.1 基本假设23
• 2.2.2 燃烧放热率模型23-24
• 2.2.3 韦伯燃烧模型24-25
• 2.2.4 NO_x的排放的计算25
• 2.2.5 炭烟的计算25-26
• 2.2.6 缸内壁面传热模型26
• 2.2.7 压缩比的计算26-27
• 2.4 发动机性能参数计算27-29
• 3 计算模型建立及校准29-35
• 3.1 计算模型的建立29-31
• 3.1.1 实机模型29
• 3.1.2 建模步骤29
• 3.1.3 计算模型建立29-31
• 3.2 计算模型的校准31-35
• 4 计算结果及分析35-61
• 4.1 进、排气系统对柴油机性能的影响35-42
• 4.1.1 进气管的直径对柴油机性能的影响35-37
• 4.1.2 进气管的长度对柴油机性能的影响37-38
• 4.1.3 进气歧管的直径对柴油机性能的影响38-39
• 4.1.4 进气歧管的长度对柴油机性能的影响39-40
• 4.1.5 排气歧管的直径对柴油机性能的影响40-41
• 4.1.6 排气歧管的长度对柴油机性能的影响41-42
• 4.2 配气相位对柴油机性能的影响42-47
• 4.2.1 进气门迟闭角度对柴油机性能的影响42-43
• 4.2.2 排气门开启角度对柴油机性能的影响43-44
• 4.2.3 进、排气门叠开角对柴油机性能的影响44-46
• 4.2.4 优化后的结果46-47
• 4.3 喷油对柴油机性能的影响47-51
• 4.3.1 供油提前角性能及排放的影响47-48
• 4.3.2 喷油开启压力对性能及排放的影响48-49
• 4.3.3 喷孔的直径和数目对性能及排放的影响49-51
• 4.4 压缩比对柴油机性能的影响51-52
• 4.5 燃烧室壁面温度对柴油机性能的影响52-57
• 4.5.1 金属燃烧室壁面温度变化对性能的影响52-54
• 4.5.2 喷涂绝热材料壁面温度变化对性能的影响54-55
• 4.5.3 镶嵌绝热材料壁面温度对性能的影响55-56
• 4.5.4 不同绝热度对柴油机的影响56-57
• 4.6 柴油机性能优化57-58
• 4.7 本章小结58-61
• 5 结论及展望61-63
• 5.1 总结61
• 5.2 展望61-63
• 参考文献63-67
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况67-68
• 致谢68-69

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 刘祖汉;;S195柴油机性能的改进和提高[J];小型内燃机;1986年05期

2 曾宪友;艾钢;赵同宾;顾爱中;;12PA6V-280MPC柴油机性能模拟及试验研究[J];柴油机;2007年03期

3 尹必峰;韦锦祥;杨荣华;徐毅;束卫兵;;小缸径直喷式柴油机整机性能模拟计算与分析[J];小型内燃机与摩托车;2007年02期

4 白敏丽;邵治家;吕继组;;6106柴油机性能研究及优化[J];工程热物理学报;2008年02期

5 周全保,魏象仪,朱铁柱,王荣生;绝热和涡轮复合技术对135型柴油机性能的影响[J];内燃机学报;1987年02期

6 陆玲亚;罗福强;刘浩龙;王晓勇;梁昱;;小缸径直喷增压柴油机燃烧及放热规律研究[J];拖拉机与农用运输车;2006年03期

7 左承基;钱叶剑;徐天玉;谈建;;EGR与富氢进气对柴油机性能和排放的影响[J];农业机械学报;2010年04期

8 马义;李金龙;郝宝玉;刘鑫;谢亮;;基于GT-Power的柴油机仿真及优化[J];汽车工程师;2010年12期

9 李文;刘载文;付晓宁;许继平;;基于BOOST的柴油机整机性能优化设计[J];农机化研究;2011年10期

10 刘勤安;段树林;邢辉;武起立;;大型低速船用柴油机工作过程数值模拟及优化[J];大连海事大学学报;2011年03期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 王君萍;李梅;李泽胜;牛其绪;;喷嘴环对柴油机性能的影响[A];第十七届全国大功率柴油机学术年会论文集[C];2011年

2 李树生;李林科;王令金;董占春;李丹;;现代柴油机性能预测[A];第十七届全国大功率柴油机学术年会论文集[C];2011年

3 支琪;周斌;孙德臣;王浩洁;展靖华;牛钊文;;柴油机燃用二甲醚的性能预测及优化[A];四川省第九届（2009年）汽车学术交流年会论文集[C];2009年

4 李宗立;;LB250、210柴油机做为远洋渔船主机的可行性分析[A];2005中国渔船技术发展论坛论文集[C];2005年

5 肖体江;;高等职业技术学院在实施“以工作过程为导向”的教育新理论时所面对的部分问题的探讨[A];中国交通教育研究会2008年度交通教育科学优秀论文集[C];2009年

6 邓玲;;论基于工作过程课程的高职教师“双师素质”培养[A];中国交通教育研究会2008年度交通教育科学优秀论文集[C];2009年

7 郭贺彬;;高职院校实训基地建设刍议[A];2010北京高教学会高职研究会学术年会“金商祺”杯优秀论文专辑[C];2010年

8 李柱国;葛卫华;尉世明;俞五全;张品江;唐祥;;基于油液监测的柴油机磨合规范研究[A];第五届中国轧机油膜轴承技术研讨会论文集[C];2000年

9 郭文勇;肖新斌;田洪祥;;柴油机缸内测量系统的研制[A];2006年APC联合学术年会论文集[C];2006年

10 黄进;;高职钻探技术专业工作过程课程体系构建初探[A];国土资源职教改革与创新[C];2009年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 通讯员　齐轩;R16V280ZJ型柴油机通过验收[N];人民铁道;2006年

2 李存玉;透明工作过程“南郭先生”无处藏身[N];人民铁道;2007年

3 特约记者 杜兴民;陕柴又一新产品通过鉴定[N];中国船舶报;2000年

4 时玉彬;供油担前角对柴油机性能的影响[N];中国机电日报;2001年

5 程玉芳;南康烟草对网建工作过程实行痕迹管理[N];经理日报;2007年

6 记者 孙曦 通讯员 王东坡 江秀龙;融雪铲冰工作实现机械化[N];首都建设报;2008年

7 王运启;管理如何让创意“飞起来”[N];经理日报;2007年

8 左楠;政府工作如何 绩效评估打分[N];哈尔滨日报;2008年

9 渝州;三井2007财年造机量创新高[N];中国船舶报;2008年

10 荆波;班前班后会的作用与实施[N];中国安全生产报;2005年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 刘军;汽车排气后处理装置工作过程数值模拟[D];江苏大学;2002年

2 张强;生物质气发动机工作过程的数值模拟及试验研究[D];山东大学;2006年

3 吕继组;燃烧室部件传热时空非均匀性对内燃机工作过程影响的研究[D];大连理工大学;2009年

4 齐鲲鹏;柴油机准维模型建模及共轨喷油系统硬件在环仿真研究[D];大连理工大学;2010年

5 胡凡;镁基燃料水冲压发动机理论分析与试验研究[D];国防科学技术大学;2008年

6 石秀勇;喷油规律对柴油机性能与排放的影响研究[D];山东大学;2007年

7 杨乐;脉冲等离子体推力器工作过程理论和实验研究[D];国防科学技术大学;2007年

8 李自然;脉冲等离子体推力器设计与性能的理论与实验研究[D];国防科学技术大学;2008年

9 杨国豪;船用低速智能柴油机工作过程建模与仿真研究[D];大连海事大学;2012年

10 王春发;汽油机多循环数三维工作过程数值模拟研究[D];华中科技大学;2011年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 邵治家;6106柴油机工作过程的数值模拟及优化[D];大连理工大学;2008年

2 刘勤安;大型低速二冲程船用柴油机工作过程数值模拟和优化[D];大连海事大学;2009年

3 许姹;基于模糊控制算法的装载机电子定位系统研究与开发[D];吉林大学;2006年

4 邬旺;基于多Agent思想的混凝土坝浇筑系统仿真建模研究[D];天津大学;2006年

5 回凤娜;135柴油机不同进气结构的缸内过程数值模拟[D];大连理工大学;2008年

6 周莉;基于正逆向交互设计思想的内燃直线动力机构的设计与分析[D];南京理工大学;2009年

7 丁宁;采用双喷油器的S1100直喷柴油机的研究[D];江苏大学;2002年

8 杨永涛;柴油机工作过程三维数值模拟及配气相位优化研究[D];西南交通大学;2009年

9 李守印;4102BZLQ柴油机工作过程模拟与试验研究[D];天津大学;2003年

10 谭丞;柴油机非线性模型的研究[D];辽宁工学院;2007年

  本文关键词：6106柴油机工作过程的数值模拟及优化，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：269771