柴油机工作过程仿真与实验研究

1、天津大学硕士学位论文柴油机工作过程仿真与实验研究姓名：冯敬奇申请学位级别：硕士专业：动力机械及工程指导教师：高文志20040101中文摘要随着现代科技的发展，进行新型发动机的设计已不可避免，目自发动机的种类很多，而发动机设计的好坏通常采取的方法主要是靠发动机实验台来检验。随着计算机技术的发展，在发动机设计和试验中的应用使一部分设计工作正逐步脱离经验设计阶段，并提供了一个快速而准确的设计手段。本文首先介绍了发动机工作过程仿真的基本理论和方法，并且在热力学、气体动力学和发动机基本原理的基础上，根据守恒定律和经典方程，利用现代计算机技术和数值方法，研究了燃烧、传热、气体流动、工质热物性、机件运动以及

2、发动机与涡轮增压器配合之间的关系。本文根据直喷式四冲程柴油机工作过程的特点，分析了工作介质特性参数的计算方法，建立了柴油机的气缸内、进排气系统和废气涡轮增援器的物理数学模型。在柴油机数学模型的基础上，建立了基于的增压柴油机的零维仿真模型并对其进行了模拟计算，得到某种方案下的发动机性能模拟参数，通过对模拟计算结果与试验结果比较，二者吻合良好，误差较小，具有实用性，为研究柴油机各种运行特性和故障现象打下了良好好的基础。其次，为了改善柴油机的动力性、经济性和排放性能，本文分别设计了高次方凸轮型线、凸轮型线和次谐波凸轮型线，并进行了多次计算和优化。选择了不同配气参数的种凸轮方案进行了工作过程模拟计算，

3、并最终在模拟的基础上通过实验验证找到了一种较好的方案。本文所研究的柴油机工作过程模拟系统，针对性强，使用方便，对硬件要求低，为柴油机的设计工作提供了很大便利。关键词：柴油机仿真工作过程性能 ， ， ， ， ， ， ， ， ，地， ， ， ， ， ， ， ， ， 强 ， ， ， ， ， ， ， ， ， ： 独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得叁盗盘堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明

4、并表示了谢意。学位论文储签名：歹马苏哥 签字日期广叫年月，；闩学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解鑫洼盘堂有关保留、使用学位论文的规定。特授权墨洼盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：弓芴爷导师签名：毒之杰，签字闩期：洲年月，签字同期：聊年月心同第一章绪论第一章绪论概述计算机发动机领域中的应用计算机的应用领域非常广泛，据粗略估计约有三千多种，在发动机领域中计算机的主要应用是：数值计算、数据处理及自动控

5、制等三个方面：数值计算、数据处理及自动控制等三个方面。发动机数值计算应用计算机进行发动机方面豹数值计算，现在已经非常普遍，发动机各种重要计算都已经有实用程序，诸如：工作过程数值计算、工作过程参数优化计算，涡轮增压柴油机配合计算、燃烧放热率计算、燃油系统计算、排气污染预测计算、结构强度计算、结构强度计算、轴系扭振计算、温度场计算及热应力计算等。发动机计算机辅助设计计算机辅助设计（），简称。自年美国（麻省理工学院）提出以后，发展异常迅速，应用非常广泛。计算机辅助设计是计算机图形学、数值计算及数据处理等诸方面结合的产物。发动机设计中应用的比重逐年迅速增加。国内发动机设计中应用较早豹是上海内燃机研究所

6、，该所研制的“连杆设计系统”只要求输入若干个基本参数，该系统便自动完成全部设计计算工作，并绘制出连杆零件图。发动机计算机自动控剩发动机全自动试验台是应用计算机实现发动机试验的全自动化控制。试验台可对发动机进行多种测试，并将测试中采集的数据由计算机进行分析、计算，最后绘制出曲线及图表。发动机工作过程仿真计算的用途发动机的性能指标取决于各工作参数，如增压压力、空 流踅、燃烧过量空气系数、排气温度、爆发压力、油耗率、涡轮增压器的转速与效率等等。这些参数是相互关联的，其中一个参数改变，其他参数也会相应变化。而这些参数又取决于柴油机的设计和机构参数，如柴油机缸径、行程、压缩比、转速、循环供油量、配气相位、燃烧过程的组织、进气和排气管的结构、涡轮增搽的结构等