基于试验优化的高原发电用MJ350柴油机的性能匹配研究

发布时间：2017-08-21 01:06

  本文关键词：基于试验优化的高原发电用MJ350柴油机的性能匹配研究

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【摘要】：随着海拔的不断增高,大气压力与大气温度都在降低。柴油机在高原环境下性能大大降低,即使通过涡轮增压系统提升柴油机的工作性能,涡轮转速、过量空气系数以及燃油消耗率等各个因素都受到高原环境的影响而成为制约柴油机性能提升的瓶颈。MJ350柴油机是某企业自主开发的一款用于发电用的重型柴油机。但在高原使用过程中,出现增压器故障率高、超速等问题,因此,选择MJ350柴油机增压系统的优化匹配为课题进行研究,期望优化该发动机高原性能,并总结出发动机高原性能匹配优化流程方案,为企业进一步开拓高原市场以及提升柴油机性能提供理论支撑。以下为本文研究的主要内容:1、本文分析了国内外高原柴油机研究现状,介绍了本文研究基于MJ350柴油机增压器匹配的性能优化研究背景与意义。2、介绍了MJ350柴油及其增压器系统工作原理;分析了高原环境的基本特点,总结了大气压力、温度、空气密度以及含氧量随海拔变化的规律。总结了随海拔升高,发动机高转速工况易发生增压器超速,低转速工况易发生压气机喘振,中低转速工况易发生涡轮排温过高。这些因素都极大地影响了增压器的安全、稳定运行和使用寿命。分析了高原环境对柴油机性能的影响,随着海拔升高,柴油机功率下降显著增大。3、分析了MJ350柴油机增压器性能匹配的原则,即设计工作点的增压压力、空气流量、柴油机功率和燃油消耗率能达到预期要求;要尽可能使柴油机运行线穿过压气机特性线的高效区并与喘振边界线大致平行。阐述了可变截面涡轮增压器高原性能匹配方法,给出了涡轮增压器与内燃机配合特性的评价原则。4、结合MJ350柴油机高原环境下工作的性能指标,开展了基于平原模拟试验的柴油机高原性能匹配研究。首先进行了M5和K6增压器的性能匹配试验,其次进行K6增压器和MJ增压器高原性能模拟试验,得出MJ增压器高原转速接近限值要求。最后进行新方案的MJ1、MJ2增压器与K6增压器高原性能对比评估试验,结果表明MJ1增压器不会出现超速现象,确定MJ1增压器方案作为燃烧系统优化方案;同时进行高原启动性能优化试验;还进行了两种方案压缩比的活塞性能对比试验,确定了压缩比为17.5:1活塞作为优选方案。5、对MJ350柴油机进行高原性能现场试验,通过平原与高原性能对比试验,确认选配MJ1增压器作为最终方案,进行发动机最终配置状态的封油门试验及负荷特性试验,得出4200m高原环境下功率较平原下降10.3%,符合国标要求。
【关键词】：高原柴油机 柴油发电机组 涡轮增压器 试验优化
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TK427
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-15
• 第1章 绪论15-20
• 1.1 课题研究的背景和意义15
• 1.2 高原柴油机研究现状15-18
• 1.2.1 国外高原柴油机研究现状15-16
• 1.2.2 国内高原柴油机研究现状16-18
• 1.3 本文的主要工作18-20
• 第2章 高原环境对柴油机性能的影响20-29
• 2.1 MJ350柴油机概述20-24
• 2.1.1 MJ350柴油发电机组介绍20-21
• 2.1.2 MJ350柴油机工作机理21-24
• 2.2 高原环境的基本特点24-25
• 2.3 高原环境对增压器性能的影响25-27
• 2.3.1 高原环境对压气机特性的影响25-26
• 2.3.2 对涡轮增压器工作参数的影响26-27
• 2.4 高原环境对柴油机性能的影响27-28
• 2.4.1 高原环境对柴油机动力性的影响27
• 2.4.2 高原环境对柴油机经济性的影响27-28
• 2.5 小结28-29
• 第3章 MJ350柴油机增压器性能匹配研究29-35
• 3.1 柴油机增压器性能匹配原则29-30
• 3.2 可变截面涡轮增压器的高原性能匹配30-33
• 3.2.1 可变截面涡轮流通与效率特性30-31
• 3.2.2 可变截面涡轮与压气机的匹配31-32
• 3.2.3 压气机与柴油机的匹配32
• 3.2.4 可变截面涡轮与柴油机的匹配32-33
• 3.3 涡轮增压器与柴油机配合特性分析33-34
• 3.4 小结34-35
• 第4章 柴油机高原性能优化模拟试验研究35-67
• 4.1 试验系统及其试验方法35-36
• 4.1.1 试验设备及仪表35
• 4.1.2 试验条件、试验方法及试验内容35-36
• 4.2 匹配K6和M5增压器高原性能模拟试验36-46
• 4.2.1 K6与M5增压器对比试验36-41
• 4.2.2 喷油器不同凸出高度对比试验41-46
• 4.2.3 性能匹配试验分析讨论46
• 4.3 匹配增压器优化方案研究46-48
• 4.3.1 燃油系统的优化方案46-47
• 4.3.2 高原启动性能优化47
• 4.3.3 增压器的匹配优化47-48
• 4.4 匹配MJ和K6增压器高原性能模拟试验48-60
• 4.4.1 K6与MJ对比试验48-52
• 4.4.2 喷油器不同凸出高度对比试验52-55
• 4.4.3 不同压缩比活塞性能对比试验55-60
• 4.5 三种增压器的高原性能模拟试验60-65
• 4.6 匹配试验结论分析65-66
• 4.6.1 增压器匹配情况分析65
• 4.6.2 增压器匹配对排放的影响65-66
• 4.7 本章小节66-67
• 第5章 柴油机高原性能现场试验及其优化流程确定67-78
• 5.1 MJ350匹配增压器高原能力评估67-70
• 5.2 MJ350现场试验及其优化流程确定70-77
• 5.2.1 平原与高原性能对比试验70-74
• 5.2.2 确认发动机配置状态后的封油门试验及负荷特性试验74-76
• 5.2.3 发动机高原性能匹配优化流程76-77
• 5.3 小结77-78
• 结论与展望78-80
• 参考文献80-84
• 致谢84

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3 卢润林;;增压器动态分析仪的研制[J];内燃机车;2007年11期

4 郭建明;李建政;廖发良;;工程机械用柴油机增压器常见问题及对策研究[J];筑路机械与施工机械化;2009年09期

5 贾延林;张翼;乔林虎;;增压器涡轮温度场的研究[J];内燃机车;2010年10期

6 罗东军;陆文超;黄伟枢;;某型号增压器故障分析与改进[J];内燃机;2011年06期

7 姚春德;韩伟强;徐广兰;李方成;侯亚帮;武炎;;电动增压器对废气涡轮增压器影响的试验研究[J];机械工程学报;2012年08期

8 ;增压器文摘征订启事[J];机车车辆工艺;1965年09期

9 朱大鑫;赴美考察增压器概况[J];车用发动机;1981年04期

10 傅甲臣;国产增压器与进口车用发动机匹配的尝试 一、问题的提出[J];车用发动机;1982年03期

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1 熊晏锋;;增压器燃排壳相关问题的解决[A];2013(第23届)重庆市铸造年会论文集[C];2013年

2 王正;郭凯;门日秀;徐思友;;增压器涡轮超速破坏失效模式可靠性评价模型[A];2011年全国机械行业可靠性技术学术交流会暨第四届可靠性工程分会第三次全体委员大会论文集[C];2011年

3 熊伟;王海涛;王旭;;气驱气体增压器静态特性研究[A];第五届全国流体传动与控制学术会议暨2008年中国航空学会液压与气动学术会议论文集[C];2008年

4 杨景玲;张燕;翟若愚;宋兆哲;杨日升;孙书艳;;气柱共振和涡轮增压器喘振噪声分析[A];计算机辅助工程及其理论研讨会2013(CAETS2013)论文集[C];2013年

5 黎其劲;;浅谈柴油发动机增压器的正确使用与维护[A];海南省公路学会学术交流论文集[C];2009年

6 王海涛;熊伟;李中华;;气体增压器充气过程动态仿真研究[A];第五届全国流体传动与控制学术会议暨2008年中国航空学会液压与气动学术会议论文集[C];2008年

7 郑振杰;;GZ750型增压器的拆检和轴向间隙修正[A];改革创新不停步，攻坚克难促发展——2013年“苏浙闽粤桂沪”航海学会学术研讨会论文集[C];2013年

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9 通讯员 黄实;十年奋进一路歌[N];中国船舶报;2002年

10 本报记者 蒋颖;老产业现新活力[N];丹东日报;2012年

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1 韩伟强;电动增压器降低增压柴油机瞬态烟度研究[D];天津大学;2012年

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本文编号：709916