6265型柴油机进气系统仿真计算与分析
发布时间：2021-08-31 04:39
进气系统是发动机最重要的系统之一,其结构直接会影响进入气缸的空气量、气流的速度分布及其湍流状况等,这些因素都直接关系到机车柴油机的燃烧过程,进而影响机车柴油机的经济性、动力性和排放性。利用仿真软件可以对机车柴油机的进气系统进行数值模拟:通过一维计算仿真,可以分析各个不同宏观结构的进气管对于柴油机性能影响,从而探究出进气管的各个结构对进气性能影响产生的变化趋势,找到进气系统相应宏观结构的改进方法;通过三维仿真计算,可以分析出进气系统各个细节特征对进气的效率、进气湍流能和进气速度分布的影响,从而为进气系统的细节特征改进指明方向。因此本文利用一维和三维仿真软件对6265柴油机进气系统分别进行整体和局部仿真计算,为柴油机的性能优化提供新的研究思路。首先,采用GT-POWER仿真软件建立6265机车柴油机整机一维仿真模型,并结合实验室台架仿真数据进行验证调试和分析,从而确保了 GT-POWER一维整机模型的准确性。通过上述一维整机模型对进气管的结构（进气总管直径、进气总管长度和进气歧管长度等）进行变参数仿真计算,从而探究进气管的宏观结构对柴油机性能的影响。通过最后的计算仿真数据验证原机进气系统的...
【文章来源】：大连交通大学辽宁省
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１活塞在气缸内运动的速度和加速度曲线??Ｆｉｇ．?２．１?Ｖｅｌｏｃｉｔｙ?ａｎｄ?ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ?ｃｕｒｖｅ?ｏｆ?ｐｉｓｔｏｎ?ｉｎ?ｃｙｌｉｎｄｅｒ．??
图２．２进气系统内压力波的传播曲线??Ｆｉｇｕｒｅ?２．２?Ｔｈｅ?ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ?ｃｕｒｖｅ?ｏｆ?ｐｒｅｓｓｕｒｅ?ｗａｖｅ?ｉｎ?ｔｈｅ?ｉｎｔａｋｅ?ｓｙｓｔｅｍ??图２．１所示是活塞在气缸内运动的速度和加速度曲线变化，图２．２所示是在进气系??统的进气管管长不变时，进气系统内靠近进气门处支管口的压力波的传播随着时间ｔ的??变化曲线。在ａ?＜７７°时，内燃机活塞处于下行状态，并且加速度是不断变化，图２－１??中１’－２＇段即表示本过程加速度曲线；内燃机气缸内由于压力差产生的压力波从产生部??位向进气管进口段传播的过程可以用图２－２中１＇－２＇段所表示。在ａ＞７７°时，内燃机??活塞下行的加速度反向，图２．１中１＇－２＇段即表示本过程加速度曲线；内燃机气缸内由于??压力差产生的压力波从进气管进口段向各个进气门口段传播的过程可以用图２．２中２＇－３＇??段所表示。当上述压力波传播到进气管的开口段时，其被阻碍并产生反射压力波，这种??压力波被称为异类压力波；当压力波传播到进气管额封闭段时，其也会被阻碍并产生反??射压力波，这种压力波被称为同类压力波；因此当上述压力波在进气系统的入口处经过??反射
Ｆｉｇｕｒｅ?２．３?Ｏｎｅ?ｅｌｅｍｅｎｔ?ｆｌｏｗ?ｔｕｂｅ?ｃｏｎｔｒｏｌ?ｂｏｄｙ??将一元管流动设置为：定常流动、不可压缩流体，管内的流动是有限个截面的流体??流束的集合，以一段微兀一兀流管为研宄对象，如图２．３所不，Ａｉ截面和Ａ］截面上的??入口流速的平均值分别是ｖｄＰｖ２，?Ａ！截面和Ａ２截面上的平均压强分别为ｐｄｎｐ２，管??内总流量的动能修正系数分别设置为ａ！和ａ２，依据不可压缩流体定常流动伯努利方程：??竽＋２１＋１?笋＋ｚ２＋＾＾ｒ￣?（２．７）??２ｇ－?ｐｇ?２ｇ?ｐｇ?ｇ??可以得出：在研究不可压缩粘性绝热流体时，微元流体质点的切向应力做功时，其??摩擦力所做的功损失的能量都是来源于流体的机械能，最终都转化为流体内能，为了克??服流体流动的粘性阻力的作用，其总流体的机械能是随之递减的［２３］，因此，总水头线逐??渐下降
【参考文献】：
期刊论文
[1]发动机进气道CFD数值模拟[J]. 李军,李林凤. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2017(08)
[2]非道路柴油机冷却系统一维仿真分析[J]. 杨广军,酒建刚,吉俊蓉,王岗,陈洪涛,刘西文,韦战立. 拖拉机与农用运输车. 2017(01)
[3]柴油机排气系统流通性能数值模拟及结构优化[J]. 郭盛场,朱钰,陈丹,高小瑞,程涛,林智宏. 内燃机工程. 2017(05)
[4]基于STAR-CCM+发动机进气歧管CFD分析及优化[J]. 叶建伟,陈小东,蒋文萍,欧宗味,卿辉斌. 内燃机. 2016(01)
[5]增压柴油机进排气压力波变化规律研究——基于一维仿真模型[J]. 梁澄清,文华,姜水生,林宇星. 农机化研究. 2013(12)
[6]交变流动中突变截面局部损失特性分析[J]. 陈燕燕,张宇坤,戴巍,罗二仓. 工程热物理学报. 2012(02)
[7]基于一三维模型耦合仿真的柴油机进气系统优化[J]. 殷玉恩,田永海,刘胜. 小型内燃机与摩托车. 2011(02)
[8]气道试验台及4种评价方法介绍[J]. 户冬. 重庆理工大学学报(自然科学版). 2010(12)
[9]基于数值模拟的机车柴油机喷油嘴的结构优化[J]. 李明海,韩运动,崔洪江. 内燃机车. 2009(12)
[10]汽车可变进气歧管技术及其应用探讨[J]. 刘奕贯. 科技信息. 2009(22)
硕士论文
[1]某柴油机润滑系统一维仿真模拟及分析[D]. 李全喜.大连理工大学 2016
[2]1.5L某直喷汽油机的增压匹配及优化研究[D]. 徐涛.重庆交通大学 2014
[3]多分支并联管道流量分配机理及算法的数值研究[D]. 何嘉.兰州交通大学 2014
[4]柴油机电控泵管嘴燃油喷射系统仿真研究[D]. 孙建清.哈尔滨工程大学 2006
[5]JX493ZLQ柴油机工作过程仿真与试验研究[D]. 汪恩波.天津大学 2006
[6]应用CFD评价和改进柴油机进气道[D]. 韩义勇.广西大学 2005
本文编号：3374211
【文章来源】：大连交通大学辽宁省
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１活塞在气缸内运动的速度和加速度曲线??Ｆｉｇ．?２．１?Ｖｅｌｏｃｉｔｙ?ａｎｄ?ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ?ｃｕｒｖｅ?ｏｆ?ｐｉｓｔｏｎ?ｉｎ?ｃｙｌｉｎｄｅｒ．??
图２．２进气系统内压力波的传播曲线??Ｆｉｇｕｒｅ?２．２?Ｔｈｅ?ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ?ｃｕｒｖｅ?ｏｆ?ｐｒｅｓｓｕｒｅ?ｗａｖｅ?ｉｎ?ｔｈｅ?ｉｎｔａｋｅ?ｓｙｓｔｅｍ??图２．１所示是活塞在气缸内运动的速度和加速度曲线变化，图２．２所示是在进气系??统的进气管管长不变时，进气系统内靠近进气门处支管口的压力波的传播随着时间ｔ的??变化曲线。在ａ?＜７７°时，内燃机活塞处于下行状态，并且加速度是不断变化，图２－１??中１’－２＇段即表示本过程加速度曲线；内燃机气缸内由于压力差产生的压力波从产生部??位向进气管进口段传播的过程可以用图２－２中１＇－２＇段所表示。在ａ＞７７°时，内燃机??活塞下行的加速度反向，图２．１中１＇－２＇段即表示本过程加速度曲线；内燃机气缸内由于??压力差产生的压力波从进气管进口段向各个进气门口段传播的过程可以用图２．２中２＇－３＇??段所表示。当上述压力波传播到进气管的开口段时，其被阻碍并产生反射压力波，这种??压力波被称为异类压力波；当压力波传播到进气管额封闭段时，其也会被阻碍并产生反??射压力波，这种压力波被称为同类压力波；因此当上述压力波在进气系统的入口处经过??反射
Ｆｉｇｕｒｅ?２．３?Ｏｎｅ?ｅｌｅｍｅｎｔ?ｆｌｏｗ?ｔｕｂｅ?ｃｏｎｔｒｏｌ?ｂｏｄｙ??将一元管流动设置为：定常流动、不可压缩流体，管内的流动是有限个截面的流体??流束的集合，以一段微兀一兀流管为研宄对象，如图２．３所不，Ａｉ截面和Ａ］截面上的??入口流速的平均值分别是ｖｄＰｖ２，?Ａ！截面和Ａ２截面上的平均压强分别为ｐｄｎｐ２，管??内总流量的动能修正系数分别设置为ａ！和ａ２，依据不可压缩流体定常流动伯努利方程：??竽＋２１＋１?笋＋ｚ２＋＾＾ｒ￣?（２．７）??２ｇ－?ｐｇ?２ｇ?ｐｇ?ｇ??可以得出：在研究不可压缩粘性绝热流体时，微元流体质点的切向应力做功时，其??摩擦力所做的功损失的能量都是来源于流体的机械能，最终都转化为流体内能，为了克??服流体流动的粘性阻力的作用，其总流体的机械能是随之递减的［２３］，因此，总水头线逐??渐下降
【参考文献】：
期刊论文
[1]发动机进气道CFD数值模拟[J]. 李军,李林凤. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2017(08)
[2]非道路柴油机冷却系统一维仿真分析[J]. 杨广军,酒建刚,吉俊蓉,王岗,陈洪涛,刘西文,韦战立. 拖拉机与农用运输车. 2017(01)
[3]柴油机排气系统流通性能数值模拟及结构优化[J]. 郭盛场,朱钰,陈丹,高小瑞,程涛,林智宏. 内燃机工程. 2017(05)
[4]基于STAR-CCM+发动机进气歧管CFD分析及优化[J]. 叶建伟,陈小东,蒋文萍,欧宗味,卿辉斌. 内燃机. 2016(01)
[5]增压柴油机进排气压力波变化规律研究——基于一维仿真模型[J]. 梁澄清,文华,姜水生,林宇星. 农机化研究. 2013(12)
[6]交变流动中突变截面局部损失特性分析[J]. 陈燕燕,张宇坤,戴巍,罗二仓. 工程热物理学报. 2012(02)
[7]基于一三维模型耦合仿真的柴油机进气系统优化[J]. 殷玉恩,田永海,刘胜. 小型内燃机与摩托车. 2011(02)
[8]气道试验台及4种评价方法介绍[J]. 户冬. 重庆理工大学学报(自然科学版). 2010(12)
[9]基于数值模拟的机车柴油机喷油嘴的结构优化[J]. 李明海,韩运动,崔洪江. 内燃机车. 2009(12)
[10]汽车可变进气歧管技术及其应用探讨[J]. 刘奕贯. 科技信息. 2009(22)
硕士论文
[1]某柴油机润滑系统一维仿真模拟及分析[D]. 李全喜.大连理工大学 2016
[2]1.5L某直喷汽油机的增压匹配及优化研究[D]. 徐涛.重庆交通大学 2014
[3]多分支并联管道流量分配机理及算法的数值研究[D]. 何嘉.兰州交通大学 2014
[4]柴油机电控泵管嘴燃油喷射系统仿真研究[D]. 孙建清.哈尔滨工程大学 2006
[5]JX493ZLQ柴油机工作过程仿真与试验研究[D]. 汪恩波.天津大学 2006
[6]应用CFD评价和改进柴油机进气道[D]. 韩义勇.广西大学 2005
本文编号：3374211
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