仿真技术在柴油机性能匹配中的应用

采用GT-Power工作过程模拟计算软件建立CA6110/125型增压中冷柴油机计算模型,通过增压系统、进排气系统、配气相位参数等改变预测柴油机性能,确定最终参数,达到柴油机性能优化设计目的.根据计算结果确定的优化方案,在柴油机上进行了配机试验,试验结果表明,实际配机试验结果与计算比较吻合,应用模拟技术手段能对柴油机各系统参数确定起到指导作用.     

柴油机性能模拟计算

内燃机模拟计算是一种现代化的计算方法,可实现对发动机的主要性能指标的预测。应用AVL-BOOST软件建立模型,对某型柴油机进行外特性性能的计算、对比和分析,验证了模型的正确性,并改变喷油提前角进行了计算结果的对比,该模型对发动机性能分析提供了可行的手段.     

某型柴油机性能仿真与试验研究

以内燃机性能仿真软件GT-Power为平台,针对某型柴油机建立稳态计算模型,进行了工作过程模拟计算,通过台架试验数据与计算结果进行对比,验证了模型的正确性。此外,为使该柴油机的经济性得以充分发挥,在原机工作过程计算的基础上,分别更改了配气定时、喷油提前角及压缩比,分析并预测了以上参数对该柴油机性能的影响,为该柴油机今后的优化工作奠定了一定的理论基础。     

基于GT-POWER的配气相位对柴油机性能影响的研究

采用GT-POWER软件,分析1款老产品4112柴油机的配气相位对其性能的影响,并对配气相位进行优化。首先,建立发动机模型,计算发动机外特性曲线,并与发动机试验参数比较,验证模型的可靠性;然后,用发动机模型,对进排气门配气相位气进行分组优化模拟计算,得到每个转速下的最优配气相位;最后,模拟计算标定点转速下最优配气相位所对应的发动机充气效率、燃烧效率、功率和扭矩,结果表明,4项性能均得到提高。     

16V396TE54柴油机工作过程仿真研究

采用AVL_Boost发动机工作过程数值模拟软件对16V396TE54柴油机进行建模,为了验证所建立的计算模型的准确性,利用该模型对柴油机进行了一维性能模拟计算,并将模拟计算数据与试验数据进行了对比,结果表明,该计算模型与实际情况基本相符,以其作为基础进行的性能计算与分析具有可行性,为同类柴油机的过程研究分析提供了理论依据。     

高海拔二级增压系统与喷油系统匹配模拟

建立基于可变几何截面增压(VGT)二级可调增压柴油机高海拔工作过程仿真模型,并进行了验证.将反向传播(BP)神经网络与仿真模型相结合,完成柴油机高海拔、变工况下增压与喷油系统控制参数的匹配模拟计算.结果表明:与原机相比,优化后柴油机在5.5 km海拔下,低转速增压压力和进气流量平均提升24.2%和26.9%,最大转矩提高9.1%,低速转矩平均提高了38.9%,标定功率提升6.7%,低速燃油消耗率平均降低了3.7%,空燃比平均降低了9.7%.高海拔低转速下,柴油机动力性得到有效提升,中、高转速下,最高燃烧压力降低至限制值以下,达到了预期的优化目标.     

直喷式柴油机压缩比和供油提前角优化计算

采用AVL BOOST性能预测软件对4100型直喷式柴油机建立起工作过程计算模型,并进行了总功率试验,通过对计算与试验所得的发动机速度特性的比较,验证了模型的准确性.具体分析了压缩比和供油提前角等主要参数对整机性能的影响,确定了合理的压缩比和供油提前角.根据优化后的压缩比和供油提前角对原机进行调整和试验,并对改进前后柴油机的性能进行比较,结果表明:改进后的柴油机比油耗比原机稍高一些,但动力性有所提高,排放明显降低,达到了开发低排放柴油机的目的,减少了开发过程中的人力、物力和财力.     

改进195型柴油机进气凸轮的研究

本文通过对195型柴油机进气系统气体流动的模拟计算和进气压力波的试验测量,讨论了进气凸轮存在的问题.根据气门动力性和充气性对凸轮型线的要求,对进气凸轮进行了改进设计.试验表明:改进的进气凸轮和合理的配气正时可进一步改善柴油机的性能.     

电控配气柴油机性能分析研究

针对TBD234V6型柴油机的配气系统,设计了电控可变气门系统,并应用相关软件模拟气门运动规律。运用GT-POWER软件建立该柴油机的模型,计算柴油机功率、扭矩、燃油消耗率等参数,并用试验验证仿真模型的准确性。利用该模型研究分析了柴油机配置电控可变气门后的工作过程及性能变化规律。结果表明:利用该电液控制配气机构代替传统的配气机构,设计与柴油机运行相对匹配的气门运动规律,有利于柴油机动力性和经济性的提升。     

小缸径直喷式柴油机整机性能模拟计算与分析

利用AVL BOOST软件建立的小缸径增压中冷柴油机计算模型对该机整机性能进行模拟计算,获得了标定转速时100%、75%、50%、25%、10%负荷工况点时的性能参数。结果表明,模拟计算结果与实验结果吻合良好,验证了模型的可靠性,并分析了计算误差。利用验证的模型,探讨喷油提前角对柴油机性能的影响,从而为后续研究提供了理论依据。     

SC12E发电机组用两级涡轮增压柴油机方案研究

针对发电机组用柴油机,使用AVL BOOST性能模拟软件建立两级涡轮增压发动机模型,计算将最大功率从367 k W提高至440 k W时发动机的性能及增压器工作状况。主要介绍了高、低压级增压器的匹配,并分析高、低压级增压器的相关压力、温度、转速等参数随发动机负荷的变化,同时优化压缩比、级间中冷器,为实际采用两级增压系统提供理论依据及参考数据。     

基于某型柴油机的天然气发动机性能优化仿真研究

针对基于某型柴油机改造的天然气发动机进行了性能仿真计算研究。通过建立天然气发动机仿真模型,对其结构参数进行了优化计算,并进行了增压器匹配计算。仿真计算得到了优化后的天然气发动机的性能参数,验证了该型柴油机改造为天然气发动机的可行性,并为基于柴油机改造的天然气发动机的性能提升与试验提供了理论依据。     

Theoretical and experimental study on the performance of a diesel engine fueled with diesel–biodiesel blends

This study reports the effects of engine load and biodiesel percentage on the performance of a diesel engine fueled with diesel–biodiesel blends by experiments and a new theoretical model based on the finite-time thermodynamics (FTT). In recent years, biodiesel utilization in diesel engines has been popular due to depletion of petroleum-based diesel fuel. In this study, performance of a single cylinder, four-stroke, direct injection (DI) diesel engine fueled with diesel–biodiesel mixtures has been experimentally and theoretically investigated. The simulation results agree with the experimental data. After model validation, the effects of engine load and biodiesel percentage on engine performance have been parametrically investigated. The results showed that, effective power increases constantly, effective efficiency increases to a specified value and then starts to decrease with increasing engine load at constant biodiesel percentage and compression ratio. However, effective efficiency increases, effective power decreases to a certain value and then begins to increase with increasing biodiesel percentage at constant equivalence ratio and compression ratio.     

柴油机燃用不同比例菜籽油生物柴油和乙醇柴油的对比试验研究

在一台S195直喷柴油机上进行燃料燃烧对比试验,试验结果表明,燃用生物柴油和乙醇柴油会使柴油机的动力性有所下降,其中菜籽油生物柴油的动力性接近纯柴油燃料的动力性,乙醇柴油的动力性相对较差。生物柴油和乙醇柴油的油耗率都比纯柴油要高,生物柴油的油耗率要高于乙醇柴油。但随负荷的增大,这种差距呈下降趋势。生物柴油和乙醇柴油在较大工况范围都可以保持比纯柴油燃料较低的CO排放量。低负荷状态下改善不明显,甚至会增大;高负荷工况下,混合燃料的CO排放比纯柴油降低较多。绝大部分工况下,生物柴油和乙醇柴油燃料的HC排放都比纯柴油高。绝大部分工况下,生物柴油和乙醇柴油的NOx排放和碳烟排放都比纯柴油低,其中生物柴油的表现优于乙醇柴油。     

一种RQV调速器的仿真模型及应用

本文针对RQV调速器进行研究，首次提出了其稳态及动态工作仿真模型并利用该模型对某柴油机进行了应用。应用结果表明：利用该调速器模型可模拟柴油机的稳态及动态工况工作过程，为进一步模拟车辆的动力性和燃油经济性打下相应的基础。     

基于集总参数法的坦克发动机热性能模型

发展了一个基于集总参数法的坦克发动机热性能模型，考虑了发动机燃烧室的传热、发动机主要部件的传热、冷却系统和润滑系统的工作及坦克动力舱内的空气流动，建立了燃烧气体与发动机部件、各部件之间、部件与冷却液、部件与润滑油、部件与动力舱空气之间的热耦合计算公式．对一台坦克涡轮增压柴油机的热性能进行了实例计算，结果证实这个模型可以用于坦克发动机热性能的研究．     

基于非线性模型的舰船电站柴油机瞬态特性仿真及试验研究

建立了舰船高背压涡轮增压柴油机的非线性动态仿真模型,并在VC 环境下开发了仿真软件,对负荷突加突卸、排气背压波动、停机过程等典型瞬态工况进行仿真研究。仿真结果与试验结果的比较表明该仿真模型具有较高的精度,可以用于研究柴油机在瞬态工况下的运行特性,可以较好的反映柴油机宏观的性能参数的动态特性,也可以从微观上描述柴油机的动态热力过程。     

低热值燃气-柴油双燃料发动机动力性能计算

推导了低热值燃气-柴油双燃料发动机动力性能计算公式,并对由单缸、四冲程、水冷、直喷式柴油机改装的生物制气-柴油双燃料发动机的动力性能进行了计算分析。结果表明：双燃料发动机能够达到原柴油机的动力水平;其动力性能随引燃油量的减小而降低;在新鲜空气充足的前提下,供给更多的燃气,双燃料发动机的动力性能增强;燃气替代率有一最大值,超过该值后,随替代率增大,动力性能急剧下降;燃气低热值越高,替代率便可越大。计算得出的生物制气-柴油双燃料发动机在标定点和最大转矩点的最大生物制气替代率和对应的燃气进气比,与试验结果相吻合。     

12PA6V-280MPC柴油机性能模拟及试验研究

建立了12PA6V-280MPC柴油机性能模拟模型并开展稳态工况计算模拟,模拟结果与试验结果相吻合,表明仿真模型具有很高的精度,为进一步分析柴油机性能创建了条件。