对于看完这篇推文的朋友,希望以下几点大家都能做到!共勉!1925年,MAN公司等将废气涡轮增压首次应用于船用柴油机,随后增压技术在船用机获得广泛应用。中冷器的出现即中冷增压技术,使柴油机功率、性能进一步提高。上世纪70-80年代,是柴油机增压技术跨越式蓬勃发展的年代,增压器的转换效率运行范围大幅提高,同时推出各类改善提高柴油机性能的特殊增压系统。上世纪70年代,电子计算机技术开始进入柴油机领域,主要体现在两个方面:1)伴随计算机技术的高速发展,对柴油机性能、工作过程与系统匹配的大型仿真计算分析程序的出现与发展。目前已从单一的性能仿真计算到虚拟设计与数字化样机。2)电子控制技术的应用,首先在燃油喷射系统的应用(历经三代发展):在解决排放方面几乎起到不可取代的作用(欧3标准以上)。目前已发展为整机电子管理系统,并朝智能化方向发展。K90MC,K80MC-C,L60MC,S60MC等芬兰的Wartsila-Sulzer的RTA系列:RTA96C,RT-flex60CMAN-B&W公司L21/31, L27/38, 48/60B, RK280等Caterpillar AK系列:M25,M32,M43等Wartsila公司: W26,W32,W38, W46我国船用机现状:低速机全部引进,高速机基本引进,自行开发部分中速机,强化指标与与油耗均与国外存在较大差距。 主要影响因素:燃油喷射规律,油、气、室匹配,压缩比,空燃比及机械效率等主要影响因素:压缩比、供油提前角、进气压力、燃烧持续角等主要影响因素:空燃比、供油提前角、燃烧持续期、扫气系数、压缩比等烟度、颗粒或HC排放,主要与油气混合物浓度及分布、燃烧速率等相关。与增压系统、燃油系统、调速机构的选型有关。其中对增压柴油机而言,增压系统部件的选型设计对上述两项性能的影响较为重要。增压系统型式、增压器、中冷器选型匹配计算,主要参数包括:增压器压比、流量、效率,中冷器进出口温度等。 循环供油量、喷射压力、持续期、燃油凸轮、喷油泵、嘴主要规格参数燃烧方式,燃烧室型线与喷油孔径、孔数、夹角、喷射率、进气涡流、气量等的匹配设计分析。主要包括:油耗、功率、排温、气缸爆压、增压压力等,综合性能曲线图。以增压比、空气流量分别为在纵横坐标,分析柴油机与增压器的匹配情况分析该型柴油机的整体工作范围及各个工况下的主要性能,分别以功率、转速为纵横坐标,绘制等油耗、等扭矩(Pe)、等烟度曲线等,以及不同转速下的功率(扭矩)限制边界。①内燃机性能设计与参数选择在相当程度上倚赖于实际经验与统计及试验数据的积累,特别在初步设计阶段。需对国内外同类或相似机型的相关设计数据进行统计、归类、比较。 了解国内与性能相关的主要元器件所能达到的实际水平,及其与国外的差距。 ②通过调研、统计、分析-才能提出比较符合实际的初步性能设计方案。其中:几何参数:压缩比、配气相位,凸轮型线, 燃烧室型线等。容积法(Filling and Emptying method)采用能量、质量守恒和气体状态方程。流量误差可避免,但压力波与实际差别较大。控制方程为一价偏微分方程,考虑排气管系内压力波轴向传递的影响。美国LOS ALMOS国家实验室开发的KIVA,英国的PHOENICS。多维流动数值模拟,程序复杂,计算量巨大,边界条件难以准确确定,尚未完全实用 。早期广泛应用,20世纪60年代开始。压力波模拟较准,经不断改进,流量误差减少至1-2%,目前应用减少,边界处理复杂,不便计算EGR等多种混合成分的流动计算。FVM是近来广泛应用的一种计算模拟内燃机进排气系统的方法,而TVD格式是20世纪80年代出现的总残差减少(Total Variation Diminution)格式,在计算激波方面取得很好效果,具有高分辨率,高精度,随着各种TVD格式的相继构造,被认为是近20年CFD领域重大突破之一。有限容积法比有限差分法计算速度快,流量误差小,物理意义明确,在进排气管系计算节点与边界条件的处理上相对简单,为国外大型程序如Boost、GT-POWER等应用,国内交大开发的FVM-TVD程序用于模拟计算MIXPC取得良好效果。 GT-POWER, STAR-CD, GT-FUEL测试参数:燃油耗,排温,增压压力,进气温度,气缸爆压,空气流量,烟度等燃烧分析仪(AVL,Kistler-Devwtran,FEV,小野等)根据总体制定的总的技术指标,进行工作过程相关参数的设计、配机计算与优化。压缩比、增压比、配气相位、供油提前角、压力升高比、凸轮型线、燃烧室型线、燃油系统、增压系统的匹配参数等。相继增压- 非常优良的低工况性能,主要适于V型高Pe机进排气或废气旁通-部分改善低工况性能,实施简单,中速直列机选用较多可调喷嘴-适于宽广工作范围及低速大扭矩,结构较复杂,所见车用机较多 进气加湿,喷水-可满足较为苛刻的排放要求,高性能民用机型。Pmax= 18 MPa be= 211g/kwh喷油器- 油孔参数、流量系数、针阀升程、弹簧刚度等电控泵喷嘴-对原机燃油系统改动小,适于老机型改造,或原来采用泵喷嘴的机型高压共轨- 大幅改善低工况及满足高的排放要求,适于新开发机型油-喷油嘴孔径、孔数、夹角、安装位置,喷射速率、提前角等 可控进气涡流- 改进低工况燃烧,弥补增压柴油机中低转速下进气不够,以涡流改善油气混合质量,促进燃烧 。
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