某柴油机性能模拟及排气系统优化

发布时间：2021-12-09 04:25

　　柴油机是当今世界上使用最广的动力装置,但是由于目前全球的环境污染问题,研究者们不得不对其进行改良以使其可以满足使用者们对动力输出和政府相关排放法规的要求。本文基于实际的工程项目,在生产企业提供的基本参数和模型的基础上使用GTPower软件建立了柴油机的一维仿真模型。再根据企业提供的相关数据对柴油机仿真模型进行调整和校核,使得模型的计算仿真结果与试验数据的误差达到可接受的范围内。在校核后的模型的基础上对柴油机的一些原始参数,例如:进气总管管径、进气歧管的长度和管径、进排气定时、喷油定时、压缩比等进行调整,分析相关参数变化对柴油机性能的影响并与原始数据进行比较,再结合实际的使用工况,选出最佳的参数值。由于该柴油机是机车用柴油机,所以多数的优化工作是在额定工况下进行的。为了实现排气系统的优化,本文首先利用Fluent软件以上文中仿真得到的相关条件作为边界条件对排气管系的流场进行计算,再分析流场的分布情况,例如:流线、温度、压力以及速度矢量的分布。然后,再利用CREO软件建立引流角为60度和40度的排气管系的三维模型。最后使用Fluent软件对新建立的排气管系进行流场分析,将计算结果与原排气管... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 机车柴油机的发展现状
        1.2.1 国内机车柴油机发展现状
        1.2.2 国外机车柴油机发展现状
    1.3 柴油机数值模拟研究现状
        1.3.1 柴油机数值模拟国外研究现状
        1.3.2 柴油机数值模拟国内研究现状
    1.4 内燃机燃烧模型简介
    1.5 本文的主要工作
2.柴油机工作过程数值计算与排气流场计算理论基础
    2.1 数值计算建模的基本思路
    2.2 柴油机热力系统的划分
    2.3 气缸内热力过程计算
        2.3.1 基本方程及基本假设
        2.3.2 缸内热力过程基本微分方程
        2.3.3 气缸工作容积
        2.3.4 气缸周壁传热的计算
    2.4 进排气管的热力计算
    2.5 中冷器的热力计算
    2.6 废气涡轮增压器的计算
    2.7 CFD基本方程
3 柴油机性能仿真及优化
    3.1 柴油机的基本参数
    3.2 柴油机仿真模型的建立
        3.2.1 模型的建立
        3.2.2 模型的校准
    3.3 进气系统的优化
        3.3.1 进气总管的直径优化
        3.3.2 进气歧管的长度优化
        3.3.3 进气歧管的直径优化
    3.4 进排气提前角的优化
        3.4.1 进气提前角的优化
        3.4.2 排气提前角的优化
    3.5 压缩比的优化
    3.6 喷油提前角的优化
4 排气系统优化
    4.1 三维模型的建立
    4.2 原排气管系的流场分析
    4.3 排气管系的结构优化
结论
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]采用GT-POWER仿真的发动机进气性能优化[J]. 王若平,余云飞,洪森.  重庆理工大学学报(自然科学). 2017(10)
[2]2016年中国石油进出口状况分析[J]. 田春荣.  国际石油经济. 2017(03)
[3]基于Fluent的柴油机排气系统的流场分析[J]. 胡乐乐,李桂银.  机械工程与自动化. 2014(03)
[4]旋转通道一维非定常计算模型[J]. 吴宏,李澎,刘冬冬,陶智.  航空动力学报. 2013(08)
[5]进气谐振对单缸发动机动力性能影响的试验研究[J]. 余国核,阎祥安,冯淑杰,刘书亮.  四川大学学报(工程科学版). 2007(03)
[6]配气定时对柴油机性能影响的数值模拟分析[J]. 张海艳.  柴油机设计与制造. 2006(04)
[7]进气歧管对电喷汽油机充气效率的影响[J]. 许元默,帅石金,王建昕.  内燃机工程. 2004(01)
[8]内燃机配气凸轮机构型线的动力学优化设计[J]. 卢月娥,任述光,杨大平.  湖南农业大学学报(自然科学版). 2002(06)
[9]模拟计算在发动机优化过程中的应用[J]. 徐秀华,夏少华.  现代车用动力. 2002(03)
[10]内燃机车柴油机的排放及其控制[J]. 宁智,资新运.  内燃机. 2000(05)

博士论文
[1]内燃机一维流动计算方法研究及性能仿真软件设计[D]. 陆霄露.上海交通大学 2014

硕士论文
[1]某增压柴油机性能模拟及优化分析[D]. 王毅.大连理工大学 2016
[2]基于GT-Power的490柴油机进排气系统的数值仿真与优化研究[D]. 刘德辉.华南理工大学 2016
[3]某乘用车排气系统流场的分析研究[D]. 赵凤启.南京理工大学 2013
[4]船机SCR系统排气流场CFD分析与优化[D]. 周细玲.武汉理工大学 2012
[5]某微型车排气系统流场数值模拟[D]. 姚源.武汉理工大学 2011
[6]基于GT-Power的SC11CK柴油机进排气特性仿真[D]. 李虎强.上海理工大学 2011
[7]TY3100EZ增压柴油机试验与整机性能循环模拟研究[D]. 刘高飞.武汉理工大学 2010
[8]乘用车排气系统流场的数值模拟[D]. 金雪.武汉理工大学 2010
[9]机车用增压柴油机建模与仿真[D]. 王娟.大连交通大学 2007
[10]TBD234V12柴油机排气系统流场的三维数值模拟[D]. 崔欣洁.哈尔滨工程大学 2007



本文编号：3529916