渦輪復(fù)合柴油機(jī)熱力學(xué)分析及仿真研究.pdf

1、隨著柴油機(jī)增壓技術(shù)的不斷發(fā)展，渦輪輸出功率不斷增加，除了驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)以外還有功率可以輸出，因此衍生出了不同形式的復(fù)合柴油機(jī)，為了進(jìn)一步提高功率，在此基礎(chǔ)上添加補(bǔ)燃室以提高渦輪進(jìn)氣溫度，提高渦輪輸出功率。
　　本文以熱效率和火用效率為指標(biāo)對(duì)復(fù)合柴油機(jī)熱力循環(huán)進(jìn)行分析。對(duì)混合加熱循環(huán)、布雷頓循環(huán)等理想過(guò)程進(jìn)行了熱效率、火用效率的分析；結(jié)合復(fù)合柴油機(jī)實(shí)際工作過(guò)程中空氣流量先分流再混合的特點(diǎn)，引入了空氣流量體積分?jǐn)?shù)的概念，把氣缸內(nèi)工作過(guò)程和

2、補(bǔ)燃室熱力過(guò)程合并為一個(gè)多變過(guò)程，推導(dǎo)出多變指數(shù)，并分析了體積分?jǐn)?shù)、定壓預(yù)脹比、定容增壓比、升溫比、增壓比等參數(shù)對(duì)多變指數(shù)的影響規(guī)律；分析了多變指數(shù)對(duì)復(fù)合柴油機(jī)的影響規(guī)律；繪制了渦輪復(fù)合柴油機(jī)p-v圖，完成復(fù)合柴油機(jī)熱力學(xué)分析。
　　熱力學(xué)分析表明：在柴油機(jī)供油量、壓縮比不變的情況下，提高升溫比有利于提高復(fù)合柴油機(jī)熱效率、火用效率，和凈輸出功；體積分?jǐn)?shù)表征的是通過(guò)柴油機(jī)的空氣流量在總空氣流量中的比例，降低體積分?jǐn)?shù)，有利于提高復(fù)合柴

3、油機(jī)熱效率、火用效率，和凈輸出功，同時(shí)，柴油機(jī)定壓預(yù)脹比和定容增壓比的提高也有利于復(fù)合柴油機(jī)熱效率、火用效率和凈輸出功的增大。
　　基于GT-POWER軟件分塊建模的理念，建立并驗(yàn)證增壓柴油機(jī)工作過(guò)程仿真模型。在此基礎(chǔ)上，添加補(bǔ)燃室及補(bǔ)燃室噴油器等模塊，對(duì)增壓系統(tǒng)進(jìn)行適當(dāng)簡(jiǎn)化，建立了渦輪復(fù)合柴油機(jī)性能仿真模型；引入空氣質(zhì)量功率的概念，研究了增壓比、渦輪進(jìn)氣溫度、柴油機(jī)壓縮比以及渦輪、壓氣機(jī)等主要部件效率變化對(duì)渦輪復(fù)合柴油機(jī)功率、燃

4、油消耗率、動(dòng)力渦輪功率、空氣質(zhì)量功率以及功率分配等參數(shù)的影響規(guī)律。
　　仿真結(jié)果表明：增壓比、渦輪進(jìn)氣溫度以及主要部件效率對(duì)渦輪復(fù)合柴油機(jī)有直接影響，當(dāng)渦輪進(jìn)氣溫度不變時(shí)，存在最佳壓比；提高渦輪進(jìn)氣溫度有利于提高動(dòng)力渦輪輸出功率和空氣質(zhì)量功率，降低復(fù)合柴油機(jī)燃油消耗率；同時(shí)，提高渦輪進(jìn)氣溫度還可以降低復(fù)合柴油機(jī)空氣流量，這有利于減小增壓和進(jìn)排氣系統(tǒng)尺寸；提高柴油機(jī)壓縮比有利于提高復(fù)合柴油機(jī)輸出功率，但影響幅度有限；同時(shí)，壓縮比的降