大功率氣體機性能仿真及優(yōu)化研究.pdf

1、天然氣的諸多優(yōu)勢以及石油資源的枯竭使得天然氣的應(yīng)用越來越廣泛,氣體發(fā)動機的市場份額也在逐步增大。能源危機及日益嚴(yán)格的排放法規(guī)促使天然氣發(fā)動機朝著更高BMEP、更高熱效率、更低排放的方向前進。
　　本文的研究對象為某廠的190系列大功率氣體機。研究目的是提升氣體機的功率、熱效率,降低排溫,改善各缸均勻性及排放性能。研究方式為仿真模擬。
　　建立了16V190、20V190發(fā)動機工作過程計算模型,并通過對比試驗數(shù)據(jù)和模擬數(shù)據(jù)驗證

2、16V190模型的精度。對兩種機型的MPC排氣管系進行優(yōu)化分析,發(fā)現(xiàn)采用大管徑的排氣管時能夠明顯改善各缸均勻性,但對于原機經(jīng)濟性、動力性影響不大。對于16V190,提出三種雙入口渦輪方案對比分析,對較優(yōu)的一種方案進行優(yōu)化計算,對計算結(jié)果的分析表明采用雙入口渦輪排氣系統(tǒng)可以降低渦前排溫,改善各缸的充氣效率及殘余廢氣率。
　　進行了兩種機型米勒循環(huán)的研究,增大原機的幾何壓縮比,通過早關(guān)或晚關(guān)進氣閥降低有效壓縮比,以此來提升功率、熱效率

3、,降低排氣溫度及NOx排放量。為彌補進氣閥早關(guān)或晚關(guān)造成的充氣效率下降,需要配備更高壓比的增壓器以保證進氣量。通過對兩種機型建立多點噴射仿真模型,計算了不同氣門重疊角對整機性能的影響,包括對所需要的進氣壓力、功率、渦前排溫、NOx排放的影響。
　　對16V190進行了單韋伯燃燒模型的仿真計算,分析稀燃后整機動力性、經(jīng)濟性、渦前排溫的變化。之后建立雙區(qū)燃燒模型,并利用實驗數(shù)據(jù)進行校核,分析稀燃后燃燒的惡化情況以及進行增大湍流程度、增