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文檔簡介
1、近些年,隨著綜合國力的提升,國防建設(shè)相關(guān)的船舶市場對大功率船用主機尤其是中高速大功率柴油機出現(xiàn)了旺盛的需求。然而,我國此類柴油機自主設(shè)計幾乎沒有,大大影響國家由近海向遠海發(fā)展的目標(biāo)。根據(jù)國家對動力裝備技術(shù)水平提升的迫切需要,首先需要對已經(jīng)投入使用的16PA6STC型柴油機進行技術(shù)參數(shù)研究和優(yōu)化分析,一方面,掌握某些重要的可以調(diào)整的參數(shù)變化對柴油機工作指標(biāo)的影響,另一方面,在條件允許下優(yōu)化設(shè)定參數(shù)提高柴油機工作能力,同時可為新機型16PA
2、6MPC研制提供參數(shù)設(shè)定基礎(chǔ)。本文運用發(fā)動機分析軟件 GT-POWER對船用柴油機16PA6STC進行建模與仿真計算,結(jié)合臺架試車數(shù)據(jù)驗證和分析整體模型的準(zhǔn)確性,并改變氣閥重疊角、噴油正時參數(shù)分析參數(shù)變化對柴油機工作指標(biāo)的影響,同時對柴油機排放進行定性分析,從而預(yù)測氮化物和碳煙排放趨勢。綜合考慮柴油機動力性、經(jīng)濟性和排放性,選定適當(dāng)?shù)膮?shù),為優(yōu)化柴油機性能及研究新機型提供參考依據(jù)。
研究內(nèi)容具體如下:
1)首先介紹了
3、該課題的研究背景和意義,掌握柴油機模擬計算發(fā)展歷程以及對比分析了零維燃燒模型、準(zhǔn)維多區(qū)燃燒模型、多維燃燒模型的適用范圍。對整個柴油機模型細致地分析,包括缸內(nèi)燃燒過程、傳熱及進排氣模型、中冷器模型、渦輪增壓器模型等,為后續(xù)的增壓柴油機分析計算提供理論支撐。
2)剖析16PA6STC船用柴油機幾大工作系統(tǒng),掌握了該型柴油機主要運行結(jié)構(gòu)。在此基礎(chǔ)簡化建立仿真模型:缸內(nèi)工作過程計算模型采用了準(zhǔn)維模型,進、排氣管內(nèi)流動計算采用一維非定常
4、有限容積法;根據(jù)壓氣機和渦輪機的平衡條件,建立渦輪增壓器的模型。在標(biāo)定工況(1050r/min、功率5184kW)下進行模擬計算,結(jié)合臺架試車數(shù)據(jù)驗證模型的準(zhǔn)確性。
3)對結(jié)構(gòu)設(shè)定參數(shù)氣閥重疊角和噴油正時進行定性和定量分析,由模擬計算結(jié)果分析提高柴油機工作能力的具體參數(shù)變化,同時考慮噴油正時和噴油量參數(shù)改變對氮化物和碳煙排放的影響。綜合考慮柴油機各項要求和指標(biāo)較后,原機氣閥重疊角比較好不需要優(yōu)化,噴油提前角增大1°CA,噴油量
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