TY3100非道路用柴油機(jī)整機(jī)系統(tǒng)建模與仿真.pdf

1、能源和環(huán)保是當(dāng)今世界發(fā)展的兩個(gè)主題。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，非道路用柴油機(jī)的污染物排放問題日益得到人們的普遍關(guān)注。世界主要國家均制定了非道路用柴油機(jī)的排放法規(guī)。柴油機(jī)整機(jī)系統(tǒng)建模仿真，在柴油機(jī)設(shè)計(jì)、性能改進(jìn)方面發(fā)揮了越來越重要的作用，而且有著實(shí)驗(yàn)無法比擬的優(yōu)越性。因此，本文對(duì)TY3100非道路用柴油機(jī)進(jìn)行整機(jī)系統(tǒng)建模仿真，為改善該柴油機(jī)性能提供依據(jù)。 本文首先探討了基于GT—Power軟件的TY3100非道路用柴油機(jī)整機(jī)系統(tǒng)建模方法

2、，主要包括以下內(nèi)容：介紹了柴油機(jī)整機(jī)系統(tǒng)仿真的數(shù)學(xué)模型，詳細(xì)分析了所采用的物理模型，包括缸內(nèi)燃燒、傳熱及氣體交換模型、管道摩擦損失、壓力損失和傳熱模型等；探討了模型中各模塊參數(shù)的確定，包括：進(jìn)排氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)、進(jìn)排氣門升程及流量系數(shù)、燃燒和傳熱模型參數(shù)、摩擦損失等。利用所建整機(jī)系統(tǒng)模型，對(duì)該柴油機(jī)的外特性進(jìn)行了模擬計(jì)算，結(jié)果表明，模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)吻合良好。在此基礎(chǔ)上，詳細(xì)討論了進(jìn)氣道管壁溫度、傳熱系數(shù)、摩擦系數(shù)、壓力損失系數(shù)等參數(shù)對(duì)

3、計(jì)算結(jié)果的影響程度，有助于把握建模精度。 其次，對(duì)標(biāo)定工況(2300r/min)、最大轉(zhuǎn)矩工況(1700r/min)的性能進(jìn)行了全面分析，包括缸內(nèi)工作過程、進(jìn)排氣流動(dòng)特性。分析結(jié)果為TY3100柴油機(jī)的性能研究和改進(jìn)設(shè)計(jì)提供了必要的數(shù)據(jù)及理論依據(jù)。 另外，本文還在以下幾個(gè)方面開展了深入的模擬研究：(1)在進(jìn)氣系統(tǒng)方面，考察了進(jìn)氣系統(tǒng)管路的長度和直徑對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣性能的影響；為改善各缸進(jìn)氣均勻性，重新設(shè)計(jì)了進(jìn)氣歧管，比較了進(jìn)

4、氣歧管各出口流量以及各缸充氣效率。(2)在排氣系統(tǒng)方面，分析了排氣歧管的長度和直徑對(duì)充氣效率、排氣壓力波動(dòng)的影響；為改善排氣性能，加長且加粗排氣歧管，大大改善了排氣過程中出現(xiàn)的排氣倒流的現(xiàn)象。(3)在研究壓縮比時(shí)，主要探討了壓縮比變化時(shí)的仿真計(jì)算方法；還考察了噴油正時(shí)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響規(guī)律。(4)在研究配氣系統(tǒng)時(shí)，考察了配氣相位(進(jìn)氣門遲閉角度、排氣門開啟角度、氣門疊開角度和氣門間隙)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響。計(jì)算結(jié)果表明，進(jìn)氣門遲閉角度、氣