本文關(guān)鍵詞：雙增壓柴油機(jī)排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研究

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【摘要】：Z8170船用柴油機(jī)是國內(nèi)內(nèi)河航運(yùn)主機(jī)的主力機(jī)型,由于內(nèi)河航運(yùn)受載貨量、水流、水位和水速的影響,柴油機(jī)的負(fù)荷變化比較大,尤其是長期低速大扭矩的情況下,需要增壓器的響應(yīng)速度快。原機(jī)采用MIXPC (Mixed Pulse Converter)增壓系統(tǒng),低速時(shí)由于排氣能量不足,使廢氣渦輪反應(yīng)慢,增壓器效率低,導(dǎo)致進(jìn)氣量不足,燃油消耗率升高,易出現(xiàn)冒黑煙現(xiàn)象,而且容易造成滑動(dòng)農(nóng)面磨粒磨損。為了減少增壓器的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,解決運(yùn)行遲緩,低速效率低、響應(yīng)性差等問題,根據(jù)脈沖轉(zhuǎn)換、多脈沖、MPC (Modular Pulse Converter)、MIXPC、MMPC(Modular Multi-Purpose Pulse Converter)等增壓系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn),結(jié)合內(nèi)河航運(yùn)多用于低速大扭矩的實(shí)際情況,決定采用兩個(gè)增壓器并聯(lián)的脈沖轉(zhuǎn)換增壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。該設(shè)計(jì)方案充分考慮脈沖轉(zhuǎn)換的特點(diǎn),既改善柴油機(jī)低速響應(yīng)速度,降低燃油消耗率又能滿足額定負(fù)荷的使用要求,同時(shí)還能控制生產(chǎn)制造成本。本文采用FLUENT+BOOST仿真計(jì)算與臺(tái)架試驗(yàn)相結(jié)合的設(shè)計(jì)手段,完成了Z8170雙增壓器柴油機(jī)排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作,主要研究內(nèi)容如下：(1)在充分考慮柴油機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性、零部件通用性、可維護(hù)性和制造成本等因素后,確定8170雙增壓器脈沖轉(zhuǎn)換器增壓系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案。(2)根據(jù)柴油機(jī)的總體布置形式,參照國內(nèi)外船用發(fā)動(dòng)機(jī)排氣歧管的結(jié)構(gòu)形式,初步設(shè)計(jì)多種排氣歧管設(shè)計(jì)方案。利用FLUENT軟件分析廢氣在排氣歧管中的通流特性,優(yōu)選通流特性比較好的排氣歧管作為研究對(duì)象。(3)在實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上完成Z8170-8型柴油機(jī)的熱力循環(huán)分析模型。通過模擬計(jì)算,分析柴油機(jī)雙增壓排氣系統(tǒng)采用不同結(jié)構(gòu)排氣歧管的性能變化。并根據(jù)計(jì)算結(jié)果,確定排氣歧管的最優(yōu)設(shè)計(jì)方案。(4)針對(duì)每4個(gè)氣缸采用一個(gè)增壓器的雙增壓器并聯(lián)設(shè)計(jì)方案,對(duì)柴油機(jī)進(jìn)、排氣系統(tǒng)進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)。通過臺(tái)架性能試驗(yàn),研究柴油機(jī)與增壓器聯(lián)合運(yùn)行特性、柴油機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性以及瞬態(tài)響應(yīng)特性。臺(tái)架試驗(yàn)表明：當(dāng)Z8170雙增壓器柴油機(jī)按推進(jìn)特性工作時(shí),柴油機(jī)始終在壓氣機(jī)的高效率區(qū)間內(nèi)運(yùn)行：與原Z8170柴油機(jī)相比,Z8170雙增壓器柴油機(jī)具有燃油消耗率低、瞬態(tài)調(diào)速率好、調(diào)速時(shí)間短的優(yōu)點(diǎn)。
【關(guān)鍵詞】：柴油機(jī) 雙增壓器 排氣系統(tǒng) 仿真計(jì)算 臺(tái)架試驗(yàn)
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U664.121
【目錄】：

• 摘要9-11
• Abstract11-13
• 第1章 緒論13-21
• 1.1 課題的來源與研究意義13-14
• 1.2 國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀14-18
• 1.2.1 定壓增壓系統(tǒng)15
• 1.2.2 脈沖增壓系統(tǒng)15
• 1.2.3 脈沖轉(zhuǎn)換器增壓系統(tǒng)15-16
• 1.2.4 多脈沖增壓系統(tǒng)16
• 1.2.5 MPC增壓系統(tǒng)16-17
• 1.2.6 MIXPC增壓系統(tǒng)17
• 1.2.7 MMPC增壓系統(tǒng)17-18
• 1.3 仿真技術(shù)在排氣系統(tǒng)研究中的應(yīng)用18-19
• 1.4 課題的主要研究內(nèi)容19-21
• 第2章 雙增壓PC系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)和CFD仿真計(jì)算21-35
• 2.1 雙增壓PC系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)21-22
• 2.1.1 雙增壓PC系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路21
• 2.1.2 雙增壓PC系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求21-22
• 2.2 排氣系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)布置形式22-24
• 2.3 模型構(gòu)建24-34
• 2.3.1 排氣管模型設(shè)計(jì)24-26
• 2.3.2 網(wǎng)格劃分與計(jì)算求解26-28
• 2.3.3 FLUENT計(jì)算結(jié)果分析28-34
• 2.4 本章小結(jié)34-35
• 第3章 柴油機(jī)一維熱力循環(huán)模型分析35-51
• 3.1 AVL BOOST軟件35
• 3.2 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)測(cè)量35-41
• 3.2.1 氣道吹風(fēng)試驗(yàn)35-39
• 3.2.2 缸內(nèi)氣體壓力測(cè)量39-41
• 3.3 原機(jī)一維熱力循環(huán)模型標(biāo)定41-47
• 3.3.1 模型設(shè)計(jì)42
• 3.3.2 模型參數(shù)設(shè)置42-43
• 3.3.3 模型標(biāo)定43-47
• 3.4 雙增壓PC系統(tǒng)一維仿真設(shè)計(jì)47-49
• 3.5 本章小結(jié)49-51
• 第4章 雙增壓PC系統(tǒng)柴油機(jī)匹配設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研究51-63
• 4.1 柴油機(jī)匹配設(shè)計(jì)51-55
• 4.1.1 機(jī)體部件匹配設(shè)計(jì)51-52
• 4.1.2 排氣管部件設(shè)計(jì)52-53
• 4.1.3 進(jìn)氣管部件設(shè)計(jì)53
• 4.1.4 滑油管系部件匹配設(shè)計(jì)53-55
• 4.2 試驗(yàn)條件與試驗(yàn)方法55-57
• 4.2.1 試驗(yàn)條件55-56
• 4.2.2 試驗(yàn)方法56-57
• 4.3 試驗(yàn)結(jié)果分析57-62
• 4.3.1 柴油機(jī)與增壓器匹配特性57-58
• 4.3.2 推進(jìn)特性與負(fù)荷特性58-59
• 4.3.3 突加響應(yīng)特性59-60
• 4.3.4 低速大扭矩性能60-62
• 4.4 本章小結(jié)62-63
• 全文總結(jié)與展望63-65
• 參考文獻(xiàn)65-69
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文和取得的專利69-71
• 致謝71-72
• 附件72

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

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本文編號(hào)：903092