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涡轮增压器与高压共轨柴油机的匹配研究

作　者: 钟建伟
导　师: 林学东
学　校: 吉林大学
专　业: 动力机械及工程
关键词: 高速直喷柴油机涡轮增压器面径比旁通阀匹配仿真
分类号: TK421.8
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 378次
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内容摘要

本文基于GT-POWER软件,建立了GW2.5TC型柴油机以及涡轮增压器的仿真模型,并且利用模型进行了一系列的仿真匹配工作。首先,利用GT-POWER仿真软件,建立了GW2.5TC型柴油机以及不同面径比的涡轮增压器的仿真模型,进行了柴油机与涡轮增压器的仿真匹配计算,并对面径比对柴油机的动力性和经济性以及排放特性的影响进行了评价分析。其次,采用可随柴油机工况变化而自动调节开度的排气旁通阀与小面径比涡轮进行仿真匹配,分析了不同开度下对柴油机匹配效果的影响,以及高速工况下涡前压力和进气压力两者对柴油机性能的影响。结果表明,柴油机匹配不同面径比的涡轮,会得到不同的匹配效果;匹配小面径比的涡轮,可以有效提高低速的转矩,提高经济性,降低碳烟排放,但是在高速时由于涡前压力高,柴油机泵气损失增加,动力性、经济性均有损失。通过匹配能根据柴油机工况自动调节开度的排气旁通阀,可以使高速时柴油机的动力性和经济性有一定程度的提高;匹配小面径比涡轮时,通过优化旁通阀的开度,达到进气压力和涡前压力的平衡,在提高低速时的性能的同时,减少高速时性能的损失。

全文目录

提要  4-7
第1章绪论  7-19
  1.1 柴油机的发展及现状  7-8
  1.2 柴油机的增压  8-15
    1.2.1 增压对发动机性能的影响  8-9
    1.2.2 增压的分类  9-10
    1.2.3 中冷技术  10-11
    1.2.4 涡轮增压的调节方式  11-14
    1.2.5 面径比的概念  14-15
  1.3 涡轮增压的发展及现状  15-17
  1.4 增压器匹配仿真的意义  17-18
  1.5 本文的主要内容  18-19
第2章增压匹配原理以及软件简介  19-27
  2.1 车用柴油机增压器匹配的基本要求  19
  2.2 离心式压气机的压比流量特性  19-20
  2.3 联合运行线  20-22
    2.3.1 联合运行线的匹配标准  21
    2.3.2 联合运行线的调节  21-22
  2.4 匹配方案的选择  22-24
  2.5 仿真软件简介  24-27
第3章柴油机与增压器的建模与验证  27-45
  3.1 仿真计算原理  28-29
  3.2 压气机模型的建立  29-30
  3.3 中冷器模型的建立  30-32
  3.4 进排气管模型的建立  32
  3.5 进排气门模型的建立  32-34
  3.6 气缸模型的建立  34-36
    3.6.1 燃烧模型的建立  34
    3.6.2 气缸几何参数模型  34
    3.6.3 燃烧室模型  34-35
    3.6.4 热传导模型的建立  35-36
  3.7 曲轴箱模型的建立  36-37
  3.8 喷油系统的建模  37-38
  3.9 涡轮机的建模  38-40
    3.9.1 涡轮MAP 的设定  38-39
    3.9.2 参数的输入  39-40
  3.10 模型的准确性验证  40-43
    3.10.1 初始条件  40-42
    3.10.2 污染物排放的准确性验证  42-43
  3.11 本章小结  43-45
第4章不同面径比对增压匹配性能的影响  45-59
  4.1 匹配不同面径比的涡轮对联合运行线的影响  45-47
  4.2 涡轮面径比对柴油机动力性能的影响  47-50
    4.2.1 涡轮面径比对柴油机转矩的影响  47-49
    4.2.2 涡轮面径比对柴油机功率的影响  49
    4.2.3 对柴油机动力参数的影响  49-50
  4.3 涡轮面径比对燃油经济性的影响  50-52
  4.4 分析高速工况下动力性和经济性下降的因素  52-55
  4.5 涡轮面径比对柴油机排放的影响  55-57
    4.5.1 涡轮匹配对于烟度排放的影响  55-56
    4.5.2 涡轮面径比对NOx 排放的影响  56-57
  4.6 优化 A/R 的意义  57
  4.7 本章小结  57-59
第5章旁通阀开度对柴油机性能影响的仿真研究  59-69
  5.1 标定旁通阀开度的控制曲线  61-63
  5.2 修正排气旁通阀开度对柴油机性能的影响  63-66
  5.3 高速时涡前压力和进气压力对柴油机性能的影响讨论  66-68
  5.4 本章小结  68-69
第6章全文总结及工作展望  69-72
  6.1 全文总结  69-70
  6.2 下一步工作展望  70-72
参考文献  72-75
图表索引  75-78
致谢  78-79
导师及作者简介  79-80
摘要  80-82
Abstract  82-83

涡轮增压器与高压共轨柴油机的匹配研究

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