基于AVL-BOOST的船用中速柴油機性能優(yōu)化.pdf

《基于AVL-BOOST的船用中速柴油機性能優(yōu)化.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、InternalCombustionEngine&Parts·37·基于AVL—BOOST的船用中速柴油機性能優(yōu)化ThePropertyOptimizationofMedium—-speedMarineDieselEngineBasedonAVL——BOOST張文孝ZHANGWen—xiao(大連海洋大學(xué)機械與動力工程學(xué)院，大連116023)(MechanicalandPowerEngineeringCollegeofDalianOceanUniversity，Dalian116023，China)摘要：本

2、文以6300型船用中速柴油機為例，基于AVL—BOOST軟件對其性能進行了優(yōu)化研究。通過建立的工作過程仿真模型，分別計算分析了三種載荷下的燃燒起始角和燃燒持續(xù)期對柴油機性能的影響，優(yōu)化出燃燒起始角和燃燒持續(xù)期的最佳范圍。研究結(jié)果表明：優(yōu)化后的柴油機和原機相比在動力性、經(jīng)濟性及排放性方面得到了一定程度的改善，為柴油機性能的進一步提高和優(yōu)化設(shè)計指明了方向。Abstract：The6300medium——speedmarinedieselengineisoptimizedbasedontheAVLBOOSTsof

3、tware．ItsworkingprocesssimulationmodelwasbuiltupandtheinfluenceofburningstartangleandcombustiondurationondieseFsperformancewasanalyzedunderthreeloadingconditions．Theoptimalvaluerangeofburningstartangleandcombustiondurationwasobtained．Theresearchresultsshow

4、thatpower，economyandemissioncharacteristicshavebeenimprovedtosomeextent．ThedirectionispointedoutforthefurtherimprovementperformanceandoptimizationdesignofthedieselengiBe．關(guān)鍵詞：船用柴油機；AvL-B00sT；燃燒起始角；燃燒持續(xù)期；優(yōu)化Keywords：marinedieselengine；AVL-BOOST；burningstartan

5、gle；combustionduration；optimization0引言柴油機的工作過程涉及到氣體流動、渦輪增壓、噴油、燃燒、傳熱與傳質(zhì)以及化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)等多種物理以及化學(xué)的過程㈣，同時，柴油機的工作過程還影響到動力性、經(jīng)濟性、運轉(zhuǎn)性(振動噪聲和排放性)、可靠性和耐久性等。因此，對柴油機工作過程的研究尤為重要。目前對柴油機工作過程研究的方法一般分為實驗法和數(shù)值模擬仿真法兩種，其中傳統(tǒng)的實驗研究方法由于周期長、投資高、難度大等缺點而越來越少的被采用，取而代之的是數(shù)值模擬仿真法。這種方法一般是借助于一些數(shù)值

6、模擬仿真軟件對發(fā)動機的主要性能指標進行分析計算和預(yù)測，同時可以分析一些重要的結(jié)構(gòu)參數(shù)對發(fā)動機性能是如何影響的，這就為內(nèi)燃機的設(shè)計方案論證及優(yōu)化、性能預(yù)測和樣機的研制改進指明了方向、提供了理論依據(jù)刪。AVLBOOST是一個為建立整臺發(fā)動機的模型而開發(fā)的一套模擬程序，可以模擬包括燃燒在內(nèi)的發(fā)動機所有循環(huán)和進排氣系統(tǒng)的特性。它的功用包括：設(shè)計方案優(yōu)化、氣門正時優(yōu)化、增壓系統(tǒng)優(yōu)化、零部件設(shè)計優(yōu)化、熱力學(xué)過程分析和瞬態(tài)性能評價等方面嘲。本文借助于AVLBOOST軟件，建立6300型船用中速四沖程柴油機工作過程仿真模型

7、，在此基礎(chǔ)上計算和分析燃燒起始角和燃燒持續(xù)期對柴油機性能的影響，并對其進行優(yōu)化研究，從而為柴油機性能的進一步提高和優(yōu)化設(shè)計指明方向。1建立6300型柴油機仿真模型6300型柴油機的主要技術(shù)參數(shù)如下：柴油機類型為直列、排氣渦輪增壓、四沖程，工作行程為380mm，標定轉(zhuǎn)速為500r／min，標定功率為550kW，燃油消耗率為217(g／kW·h)，著火順序為1—5—3—6—2—4。借助于AVE—BOOST軟件所建立的6300型柴油機仿真模型如圖1所示。其中，SBl和SB2是系統(tǒng)邊界，TCl為排氣渦輪增壓器，C0

8、1為中冷器，PLl為進氣總管，PL2和PL3為兩個排氣歧管，9是壓氣機前進氣管，1是中冷器前進氣管，8為中冷器后排氣管，c1一C6為汽缸，2—7為汽缸進氣管，10一15為汽缸排氣管，MPl一MPll為定義的測量點。通過這些測量點，可以計算這些點處的氣體狀態(tài)，然后將實驗值和模擬值進行比較以便作為研究的依據(jù)。圖1仿真模型為了驗證所搭建的仿真模型的可靠性，對6300柴油機進行了負荷特性的試驗和模擬計算。試驗和計算結(jié)果如