一种废气涡轮增压柴油机的动态仿真模型

针对采用RQV调速器、进气中冷器以及MPC排气系统的废气涡轮增压柴油机进行研究,提出了其动态工作的仿真模型.利用所提出的模型编程计算了柴油机油门突增和负荷突减2种典型工况下调速器齿条位移、柴油机转速、有效扭矩和有效比油耗的瞬时变化.结果表明该废气涡轮增压柴油机动态仿真模型可用来详细研究该类柴油机的动态工作过程,能够为研究、设计及改进柴油机性能提供一种新的途径.     

特征线理论在潜艇涡轮增压柴油机性能研究中的应用

本文将特征线法应用于潜艇废气涡轮增压柴油机性能的研究。探讨了通气管工况环境条件对压气机、柴油机、涡轮性能参数的影响,研究柴油机、增压系统结构参数对改善废气涡轮增压柴油机水下工况适应性的作用。在对 PA6—280机的多方案计算研究的基础上,提出一个通气管工况下较合理的废气涡轮增压方案。本文计算的功率下降值与模拟试验结果一致。     

涡轮增压柴油机在特殊工况下运转性能的研究通过鉴定

涡轮增压柴油机具有比功率大、比油耗低等特点,被广泛用于舰艇柴油机动力。但是,它的运行性能对工况变化的响应特性较差,对环境条件的变化比较敏感,由此,对涡轮柴油机的运行工况特别是特殊工况的研究,对其运转性能的预测具有十分重要的现实意义。由我院进行的涡轮增压柴油机在特殊工况下运转性能的研究,开展了大量的调研工作,     

涡轮增压柴油机在潜艇的应用

本文概述了常规动力潜艇及其柴油机动力装置发展的现状,指出采用四冲程涡轮增压柴油机作为潜艇主机,对提高常规潜艇的战技术性能,具有重大的现实意义,已成为国外常规潜艇柴油机动力装置发展的主要趋势。并分析了常规潜艇采用涡轮增压柴油机给全艇总体性能带来的好处。文章介绍了根据潜艇工况对柴油机的各种要求所进行的广泛的试验研究,用大量试验数据说明涡轮增压柴油机用作潜艇主机是可行的。     

机械增压与涡轮增压柴油机在潜艇通气管工况下配合特性的分析

本文主要论述涡轮增压柴油机与机械增压柴油机,在高背压、高真空度条件下配合特性的异同点,以及解决涡轮增压柴油机在上述工况下稳定工作时的一些措施。并对波动背压给涡轮增压柴油机带来的影响进行了分析,认为只要采取相应的措施,将大大减小波动背压对柴油机稳定工作的影响。     

涡轮增压柴油机的能量调节

涡轮增压已成为大功率柴油机发展的主要技术措施。在向高增压的发展进程中,曾遇到了机械负荷及热负荷过高、运转性能变差等新的技术问题,亟需从理论上加以概括,用以指导当前的研究并对今后的发展给予科学的预测。本文将柴油机与涡轮增压器这两种具有不同流量特性和效率特性的机械作为一个整体系统来看待,考察在联合运行中两者的相互作用和制约关系,特别是当工况变化时所产生的影响,从改善性能的角度出发探讨系统的优化和主要参数的优化,利用涡轮增压器及柴油机系统中的若干可调节的环节来实现能量的合理分配,提出利用现代控制技术把传统的单参数控制改变为多元控制,以进一步提高柴油机的经济性和可靠性。     

常规潜艇废气涡轮增压柴油机排气冷却消声器的功用分析

本文分析了德国ＭＴＵ３９６ＳＢ８３和ＭＴＵ３９６ＳＥ８４两型潜用废气涡轮增压柴油机的排气冷却消声器的功用。作者认为,该排气冷却消声器的功用不仅仅是削减排气（空气）噪声,降低废气温度和减少废气向舱室内部的传热,更重要的是为了减少常规潜艇通气管状态柴油机水下排气所激起的水噪声和为了改善废气涡轮增压柴油机通气管状态高背压时的启动性能和变背压时的工作稳定性。文中还分析了该排气冷却消声器的其它一些功用。这些分析对发展我国潜用柴油机技术及常规潜艇采用废气涡轮增压技术有一定的指导意义。     

四冲程涡轮增压柴油机波动背压特性的试验研究

四冲程涡轮增压柴油机能否应用于潜艇,其中关键问题之一,就是纯涡轮增压柴油机在四、五级海情的波动背压工况下,能否稳定可靠地工作。本文根据实验室模拟试验及海上实艇试验结果认为:涡轮增压柴油机对排气背压的波动是十分敏感的,但通过调整柴油机及涡轮增压器的某些结构、性能参数,可以实现柴油机在水下工况的稳定工作。文章还对改善柴油机的波动背压特性,作了初步的探讨。     

脉冲负载柴油发电机组的FBS模型设计及试验

在分析了机组的工作特性和功能需求的基础上,推导出了可以完成机组功能需求的期望行为,设计出了可以实现期望行为的机组结构。重点研究了柴油机功率确定、储能飞轮惯量优化及增压器匹配设计等问题,并将废气涡轮增压柴油机应用到该型机组。对机组的设计进行了试验验证。试验结果显示,机组性能满足设计要求。针对试验过程中负载突加初期的增压器供气滞后问题,提出了电力辅助涡轮增压方案,该方案可有效降低机组的燃油消耗和动态调速率。     

涡轮增压柴油机用于潜艇时可靠性参数的试验和分析

本文从影响涡轮增压柴油机工作可靠性参数的试验结果来分析其用于潜艇的可靠性。并通过分析,作者认为在限定排气温度条件下,涡轮增压柴油机的机械负荷、热负荷都低于标定工况,柴油机和增压器的工作是安全可靠的。     

基于GT-Power的柴油机环境适应性研究

分析了大气温度和压力变化对柴油机性能的影响；采用GT-Power软件对柴油机缸内工作过程进行模拟计算，并通过柴油机台架试验对仿真模型进行校核；经计算得到：随着大气温度的升高，缸内最高爆发压力和柴油机功率降低，燃油消耗率升高；随着大气压力的升高，缸内最高爆发压力和功率增大，燃油消耗率降低。研究结果可为研究柴油机对复杂环境的适应性提供参考依据。     

可调喷油规律下柴油机性能随喷油提前角的影响

为获取可调喷油规律条件下,喷油提前角对柴油机性能的影响规律及成因机理。在实现可调喷油规律喷射的基础上,基于Fire软件建立了柴油机工作过程计算模型,并通过试验对模型中的主要参数进行了标定,进而利用模型分析了靴形喷油规律下柴油机性能随喷油提前角的变化。结果表明：随着增压时刻的滞后,喷油规律由矩形过渡到斜坡形再到靴形,实现了灵活可调的喷油规律。在靴形喷油规律条件下,存在一个最佳的喷油提前角,使柴油机的动力性和经济性均达到最优。同时,随着喷油提前角的增大,柴油机缸内压力、缸内温度以及放热率均逐渐升高,且到达各自最大值的时刻前移,而NOx排放量和碳烟排放量则分别呈现出增加和减小的趋势。     

TBD620柴油机低负荷性能研究

以舰用高速大功率柴油机低负荷问题为研究对象,采用试验和理论分析以及计算相结合的方法,对TBD620柴油机进行缸内示功图实机测试和放热规律计算。结果表明,采用主辅双进气道系统是解决舰用大功率柴油机低负荷性能的一种行之有效的方法。     

可调喷油规律下喷油提前角对柴油机性能的影响

为获取可调喷油规律条件下喷油提前角对柴油机性能的影响规律及成因机理,在实现可调喷油规律喷射的基础上,基于Fire软件建立了柴油机工作过程计算模型,并通过试验对模型中的主要参数进行标定,进而利用模型分析靴形喷油规律下柴油机性能随喷油提前角的变化。结果表明:随着增压时刻的滞后,喷油规律由矩形过渡到斜坡形再到靴形,实现了灵活可调的喷油规律。在靴形喷油规律条件下,存在一个最佳的喷油提前角,使柴油机的动力性和经济性均达到最优。同时,随着喷油提前角的增大,柴油机缸内压力、缸内温度以及放热率均逐渐升高,且到达各自最大值的时刻前移,而NO_x排放量和碳烟排放量则分别呈现增加和减小的趋势。     

12V150ZL增压发动机燃烧放热规律的研究

本文运用对实测放热速率曲线拟合得到的双韦别函数放热速率表达式,结合工作过程的数值模拟计算,研究12V150ZL增压发动机在标定工况燃油量时的燃烧放热速率的变化规律,预测燃烧过程对发动机性能指标的影响.为评价和完善12V150ZL增压发动机的燃烧过程提供理论依据.     

柴油油滴蒸发和燃烧过程的理论计算

提出了柴油油滴蒸发和燃烧过程理论计算方法.对油滴蒸发考虑了不定常蒸发和定常蒸发2个阶段,提出了一个求解蒸发时,油滴直径瞬时变化的代数方程式.对一台直喷式柴油机进行了实例计算,计算得到的瞬时燃烧放热率和气缸压力,与试验值符合很好.     

直喷式柴油机机械效率的数值计算与研究

本文应用一个数学模型计算研究直接喷射式柴油机的机械损失和机械效率.这个数学模型模拟了发动机气缸内的整个热力过程,考虑了瞬时传热损失和瞬时摩擦损失.通过数值计算可以求得发动机在各种工况时的机械效率与平均机械损失压力.计算是针对一台12V150L柴油机进行的.文中还研究了参数变化对机械损失和机械效率的影响.     

某型柴油机进气道通流特性试验研究

分析了某型柴油机气缸盖进气道流量系数和涡流比随气阀升程的变化规律,以及进气道前后的压差对流量系数和涡流比的影响.试验结果表明,该型柴油机进气系统在低负荷时可以实现较大的涡流比,从而可以改善柴油机低负荷性能.     

不同黏度等级润滑油在柴油发动机上的对比试验

为解决润滑油出现的高温性能差等问题,考察5W/40和15W/40两个黏度等级重负荷动力传动通用润滑油在柴油发动机上的实际使用性能。在BF6M1015CP柴油发动机和柴油车辆上分别进行1 000 h发动机台架可靠性试验和高原实际道路行车试验,利用红外光谱等仪器对定期抽取的油样进行理化性能指标测试。结果表明：两个黏度等级的重负荷动力传动通用润滑油各项理化指标变化较小,均能满足高原地区大功率、重负荷柴油发动机的用油要求。使用两个黏度等级润滑油的发动机在功率和扭矩方面大小相当,使用5W/40重负荷动力传动通用润滑油的发动机在高转速区（转速高于1 600 r/min）油耗率低,在低转速区（转速低于1 600 r/min）油耗率较高;但在抗氧抗腐性、高温清净性和抗磨性等方面,15W/40重负荷动力传动通用润滑油的表现略优一些。     

柴油机动态特性的研究方法

分析了柴油机动态特性与稳态特性的不同,系统总结了柴油机动态特性的研究方法,主要有试验研究和模拟计算两种。按照研究目的的不同,对各种动态特性模型的优缺点和适用范围进行了总结,认为:基于稳态试验数据的动态特性模型主要用于整车性能仿真,基于模拟计算的非线性模型主要用于控制分析、参数优化和匹配。