一、风冷柴油机高原恢复功率的模拟计算与实验(论文文献综述)
谷允成[1](2020)在《涡轮增压柴油机海拔适应特性及差异化匹配方法研究》文中认为我国高原地形具备面积广、海拔高、跨度大等特点。海拔3 km以上区域占我国国土面积的26%。柴油机作为重型工程机械及陆用装备的主导动力装置,其变海拔性能关乎我国西部大开发事业进展以及西南地区的领土安全。然而,高海拔低密度环境导致柴油机动力不足。高海拔、大海拔跨度下自适应功率恢复是柴油机面临的重大挑战。涡轮增压能够提升进气密度,是实现柴油机变海拔性能恢复的关键技术。传统匹配采用平原匹配、高原验证或者高原匹配、平原验证的方法探索柴油机的变海拔适应能力。然而,平原爆压超限以及高原排温、增压器转速超限等问题限制了柴油机的海拔适应性。目前,尚未探明各项限制参数对柴油机海拔适应性的影响规律及内在机制;并且尚未考虑两级涡轮增压系统级间相互作用对限制参数以及柴油机海拔适应性的影响规律。因此,亟待创新发展柴油机变海拔适应性理论,发展基于海拔适应性的变海拔增压匹配新方法,为提升我国装甲装备变海拔适应性提供理论支撑与技术手段。本文通过研究限制参数对柴油机海拔适应性的影响规律,探明涡轮增压柴油机变海拔适应边界规律、边界约束机制以及海拔适应潜力;通过研究两级增压系统级间相互作用及其对柴油机变海拔性能的影响规律,揭示级间作用规律以及内在机制,发展基于海拔适应性的涡轮增压系统差异化匹配方法,充分发掘涡轮增压柴油机的海拔适应潜力。首先,研究限制参数对柴油机变海拔动力性能的约束规律,发现由限制参数及增压系统参数围成的柴油机变海拔功率恢复约束域,揭示柴油机海拔适应特性、适应潜力及变海拔经济性运行路径。基于约束规律,建立涡轮增压柴油机变海拔适应特性热力学模型,预测不同型式涡轮增压柴油机的极限功率恢复海拔,为变海拔增压匹配提供明确的海拔界限。其次,采用柴油机变海拔约束域对比分析不同型式单级及两级增压系统变海拔运行线及其对柴油机海拔适应能力的影响,提出柴油机变海拔功率恢复最佳路径。在两级增压系统中,发现级间能量差异化响应及级间能量末端迁移效应现象。通过建立热力学模型揭示了产生上述现象的内在机制及其对柴油机变海拔性能的影响规律。再次,建立考虑两级增压总能量需求及级间能量末端迁移效应的两级涡轮增压变海拔等效运行模型。据此提出基于海拔适应性的两级增压差异化匹配方法:通过高压级匹配解决总能量失配问题;通过低压级匹配解决级间能量末端迁移效应导致高、低压级能量分配失衡的问题。差异化匹配方法能够按照柴油机变海拔功率恢复经济性路径匹配增压系统,以最佳油耗实现柴油机最高海拔功率恢复。最后,通过涡轮增压柴油机变海拔性能试验验证差异化匹配方法:通过对比匹配计算结果与试验结果验证差异化匹配方法的计算精度;通过对比差异化匹配方法与传统匹配方法对柴油机变海拔适应能力的提升效果验证差异化匹配方法的优越性。结果表明:差异化匹配方法计算结果与试验结果误差在4%以内;差异化匹配方法较传统匹配方法在4.5 km海拔提高柴油机功率8%,并降低油耗率7 g/(k W?h)。
王晨[2](2019)在《变海拔相继增压柴油机的仿真匹配研究》文中研究说明我国高原地域比较辽阔,随着工业时代的不断发展,高原地区的车辆也日益增多,因此要确保高原地区车辆的动力性和经济性就变得尤为重要。长期以来,高原地区的柴油机增压问题就一直是柴油机生产厂商的首要问题,主要是难以匹配到与平原和高原环境都适应的柴油机。本论文主要研究了柴油机的相继增压系统,相继增压系统通常应用两个或两个以上的增压器进行增压,本论文应用了大小不同的两台增压器进行增压,当柴油机工作在低工况下,只有小增压器运行,在高工况下大小两台增压器都运行,以便能够较好的解决柴油机在高海拔动力性和经济系差的问题。论文介绍了内燃机的增压技术以及高原增压技术的国内外研究,并对相继增压技术进行了说明,给出了 GT-POWER软件里主要模块部分的数学模型,还对部分模型的建立进行了详细的说明,完成原机模型的建立后,对原机柴油机模型进行了仿真计算,然后将仿真计算得到的数据与实验数据进行了对比,说明了数据的误差范围,确定了模型的可靠性和数据的准确性,依据柴油机功率和油耗的设计要求来对相继增压系统应提供的进气量和增压比进行了计算,根据结果匹配增压器,建立相继增压系统模型并进行仿真计算,通过仿真数据与实验数据的对比表明了配备相继增压系统后柴油机的优势。对配备相继增压系统的柴油机分别在1000m、2500m、4500m的海拔下进行仿真计算,将其仿真结果与原机在各海拔以及平原原机的仿真结果进行了对比,通过对比发现配备了相继增压系统的柴油机在低工况与小增压器匹配良好,高工况与大增压器匹配良好,能够很好的改善高海拔环境下柴油机动力性和经济性下降的问题。
石仪凯[3](2018)在《方舱关键部件高原高寒环境适应性研究》文中进行了进一步梳理我国高原高寒地区面积广阔,军事意义重要、自然灾害高发且影响恶劣。方舱广泛应用于军事作战、抢险救灾等领域,可满足人员高效保暖、制氧供氧、日常生活及作战保障需求。方舱在高原高寒地区工作时,其环境适应性问题显得尤为突出。因此,开展方舱的环境适应性研究具有重要意义。本文在国家重点研发计划项目支持下开展了方舱关键部件的高原高寒环境适应性研究工作,其目的是为方舱高原高寒环境适应性设计及评价提供相关理论与方法支持。主要研究内容如下:1.研究了高原高寒环境特点及其对方舱的影响。通过对比分析了高原、平原典型环境因素数据,确定高原环境具有低温、昼夜大温差、低气压、空气干燥、强太阳辐照、运输环境恶劣等特征,并对海拔4500m左右高原的气候特点进行了定量描述,深入分析了高原高寒环境对方舱的影响,为方舱关键部件的高原高寒环境适应性研究奠定了基础。2.开展了方舱橡胶密封部件的高原高寒环境试验研究。根据试验结果得出了橡胶密封圈在高原高寒环境下的失效机理,利用环境试验数据、结合ANSYS有限元仿真,系统分析了低温环境对橡胶密封圈特征应力的影响规律。3.开展了方舱有机防护涂层的高原高寒环境试验研究。结合高原高寒气候环境特点,制定了有机涂层的老化试验环境剖面,根据试验结果分析了方舱有机防护涂层在高原高寒环境下的失效机理。4.基于橡胶密封部件、有机防护涂层的高原高寒环境失效机理,研究提出了方舱关键部件的高原高寒环境适应性设计方案;为定量表征方舱部件的环境适应性水平,提出了一种环境适应性评价方法,利用橡胶密封圈的高原高寒环境试验数据验证了该方法的有效性。
赵宇超[4](2018)在《基于排放特性的小型风冷柴油机燃烧过程研究》文中研究说明我国小功率非道路柴油机产量和使用量大,现行排放标准对小功率段的排放要求十分严苛。由于受单缸风冷柴油机结构限制,低排放的可用技术受限,特别是HC、CO比排放偏高,因此对其开展燃烧过程和降低排放研究具有重要的学术意义和工程价值。本文以186F风冷柴油机为研究对象,采用台架试验与模拟仿真相结合的方法,研究排放物生成和燃烧过程的关系、探索低排放燃烧条件和HC、CO的生成机理。原机试验表明,控制整机NOX在合适的范围,HC和CO排放偏高,特别是在小负荷工况下的HC、CO分担率偏大。使用模拟分析对比了不同燃烧室结构和压缩比方案下的缸内速度场、混合气浓度场、温度场的分布情况,结合排放物生成特性,得出小负荷工况下,HC、CO排放量大小与缸内压缩终了和预混燃烧前期温度有关,当压缩终了温度达到850 K以上时能够有效减少HC、CO排放生成量;燃烧后期缸内温度升高,CO的氧化能力增加,CO排放量可减少。用增大压缩比的燃烧室结构和外部排气再循环(Exhaust Gas Recirculation,EGR)试验方案进行整机匹配,结果表明:在控制NOX排放一定范围的同时能有效降低HC、CO和烟度排放。通过实测气缸压力和放热规律计算分析,得出研究方案能提高压缩温度和燃烧温度,缩短滞燃期,改善油气混合,有效组织燃烧,提高燃烧效率。引入EGR能进一步提高压缩温度,且抑制最高燃烧温度的发展,加速燃烧前期燃油液滴的汽化,燃烧始点提前,有效减少了后燃,最终使CO、HC和HC+NOX的整机比排放较原机方案降低了47.7%、56.8%和20.6%;为了进一步降低风冷柴油机中小负荷下的排放,应用热管理理论,改进导风罩壳的结构,设置旁通风口,并通过设计与油门联动的机构可变旁通风口的面积,减少中小负荷工况对气缸盖的冷却来提高缸内燃烧温度,试验结果是HC和CO的初次排放分别下降了7.1%和10.0%,而NOX小幅度增加了2.5%。研究工作通过改进设计燃烧室结构、提高压缩比、运用外部EGR、改进导风罩壳结构,结合喷油系统的匹配,改善了单缸风冷柴油机缸内燃烧过程,降低了整机排放。最终柴油机CO、HC+NOX、PM整机比排放分别达到了4.22、6.36和0.52 g/(kW·h),相比于原机分别降低了50.6%、23.3%和16.1%,满足我国非道路柴油机排放标准(中国第三、第四阶段)的要求。研究工作对同类型的小型风冷柴油机的发展提供了理论指导和技术参考。
周颖[5](2018)在《南极发电舱热特性及其控制研究》文中研究表明Dome A地区位于南极高原的最高点,其海拔高度约4100m,年平均温度约-60℃,全年气温波动明显,面对如此恶劣的极端台址环境,研制可靠高效的天文科考支撑平台就成为了在该地区开展天文观测研究的首要保障。南极发电舱作为天文科考支撑平台的能源供应系统,其热特性直接关系到整个天文科考支撑平台的可靠运行。由于南极柴油机热平衡特性受到低压空气影响,且柴油机工作需要引入大量的舱外新鲜空气,外界低温空气的进入又会对舱内热平衡产生干扰;另外,发电舱为一多热源耦合传热的能量供应系统,系统内存在复杂的热量交换关系,当舱外温度全年动态变化时,发电舱内部可能出现过热或过冷的情况。因此,如何保证发电舱内部工作温度稳定且处于安全范围内是科考平台研制面临的重要挑战,也是研究系统失效机理的前提和基础。此外,现有的发电舱热平衡计算还是基于稳态极端低温环境展开,对于南极极端环境下发电舱全年热动态过程研究则相当缺乏。为此,本文通过低压环境模拟平台对柴油机在低压环境中热特性及发电性能进行了实验研究,在此基础上,运用集总参数法建立了南极发电舱的热动态模型,研究了发电舱在全年温度变化及不同策略下的热特性,并将状态空间原理及经典控制理论运用到发电舱热控制中,对发电舱温度控制及能量管理进行了研究。本文的主要工作及结论如下:(1)搭建了低压环境柴油机性能测试系统,通过实验研究了柴油机在低压环境中热平衡特性及发电性能的变化情况。实验研究表明:在南极气压下,柴油机热平衡特性将发生较大变化,低压下柴油机燃烧效率明显下降,柴油机热负荷增加,排烟温度及整机温度水平升高,柴油机发电功率、散热量及排烟损失量随转速的增加逐渐增大,但增长速度逐渐变缓。低压下柴油机排烟损失更大,散热损失更小,南极气压下柴油机散热量与发电功率的比值较正常气压下高。对比不同工况下的实验数据发现,柴油机不同气压下存在使得燃油消耗率最小的最佳转速,且最佳转速一般位于柴油机的中等转速区间,对于南极低气压,柴油机在低转速下发电效率下降不明显,而在高转速下降低幅度较大,考虑到发电的经济性与可靠性,在南极低气压下,建议的柴油机转速为2200r·min-1。(2)建立了南极发电舱的热动态模型,以Dome A地区的全年温度为边界条件,研究了发电舱的全年热动态过程,并分析了通风量变化及柴油机间歇运行对舱内空气温度的影响。研究结果表明:在无主动排风的情况下,发电舱温度严重超过正常水平,为了保证舱内空气温度在合理的范围,发电舱必须设置一定大小的排风量。当柴油发电机正常运行时,通过变通风量策略可以将舱内空气温度维持在030℃的范围内。在间歇运行模式下,舱内空气温度及底层燃油温度下降明显,为防止底层燃油冻结,在柴油发电机组停机的空隙期间需要开启舱内的电加热器辅以加热。在柴油发电机组启动过程中,舱内各组成部分热惯性大小差异明显,随着时间的推移,底层燃油与舱内空气之间的温差逐渐增大,因此需要采取相应的均温措施以提高底层燃油的温度水平。(3)改进了发电舱换热结构,并将控制理论运用到发电舱的温度动态控制上,建立了发电舱的热控制模型,对发电舱的温度控制及能量管理进行了研究。研究结果表明:在外界温度全年动态变化的干扰下,通过控制发电舱排风及底层燃油暖风,可将舱内空气温度稳定在1040℃,将底层燃油温度稳定在-55℃,并可以减小发电舱上下部分的温差。在控制过程中,舱内空气温度受外界扰动的影响较为明显,为保证舱内空气温度稳定,排风机全年需频繁动作,而底层燃油具有较大的热惯性,油温控制风机全年变化幅度小。此外,综合考虑当控制器动作步长为30min时,温度控制稳定性及经济性综合效果最好。本文研究工作为掌握南极发电舱的热特性提供热工数据,将为发展中国南极天文台独立能源支撑控制系统提供重要的技术支撑。
谢海江,李华雷,邢卫东[6](2017)在《基于变海拔功率恢复的增压系统匹配计算研究》文中研究指明针对柴油机的变海拔功率恢复目标,进行了以增压压力恢复为目标的废气放气式增压系统匹配计算,确定了压气机和涡轮特性。在该匹配方案的基础上进行了柴油机变海拔运行范围的性能计算,得到了不同海拔高度的增压压力MAP图,并以目标增压压力为基准,根据放气阀的切换边界线确定了放气阀变海拔控制策略。研究结果表明:采用该匹配方案可以在海拔3 000m和平原工况实现增压压力恢复,但在高海拔高转速工况下可能超速;随着海拔高度的降低,柴油机外特性扭矩值逐渐减小,而废气放气阀关闭状态的运行区域逐渐减小,废气放气阀调节状态的运行区域逐渐增大。
邵志刚[7](2017)在《V6柴油机可调二级增压系统设计与匹配》文中研究表明二级增压系统较单级增压系统具有更高的增压压力和较宽的流量范围,使柴油机获得更高的升功率和更低的油耗,诸多优点使二级增压系统的应用越来越广泛。本文主要目的是为V6柴油机设计一套可调二级增压系统,具体内容是:可调二级增压系统设计与匹配;二级增压柴油机平原特性仿真;二级增压柴油机高原特性仿真;研究提高柴油机高原低速性能的增压匹配策略。在设计可调二级增压系统时,采取高压级增压器和低压级增压器串联布置方案,在高低压级涡轮之间设置涡轮调节阀,以调节高低压级压气机之间的压比分配,避免高转速工况的柴油机增压压力过高。增压系统的设计参数完成后,选取JP76N型压气机作为高压级压气机,J91型压气机作为低压级压气机。根据涡轮的设计参数,构造适合该二级增压系统的涡轮流量特性参数。在单缸机仿真模型基础上搭建了匹配可调二级增压系统的V6柴油机仿真模型。首先进行了平原条件发动机外特性性能仿真,针对不同的工况点通过仿真计算确定了最佳的喷油参数和涡轮调节阀开度,外特性计算结果表明:在整个工况范围内,柴油机工作性能较好,输出参数达到柴油机的设计要求。高低压级增压器工作效率较高,整个增压系统和柴油机匹配良好。然后进行了4500米高原外特性仿真,计算结果表明:在涡轮调节阀关闭时,通过优化喷油参数,高原工况柴油机最大扭矩点功率可以恢复到平原的98%,标定点功率可以恢复到平原的86.3%。由于增压压力和流量大幅下降,柴油机在1100r/min和1300r/min工作时的性能变差。为了改善柴油机在高原1100r/min和1300r/min工作时的性能,采取高压级涡轮改为可变截面涡轮的技术措施,通过减小涡轮流通面积以提高压比,计算结果表明采用该方案后,柴油机在1100r/min和1300r/min的性能得到大幅改善,1300r/min时功率恢复至平原的91.3%,1100r/min时功率也恢复至平原的72.5%。
刘洋,马朝臣,王鹏[8](2017)在《燃气涡轮增压系统恢复柴油机高原功率研究》文中提出针对柴油机在高原行驶存在功率下降的问题,提出一种采用燃气涡轮增压系统恢复高原柴油机功率的解决方案,该系统由燃烧室、压气机、涡轮、点火装置、喷油器和控制系统等组成,燃气涡轮增压系统的压气机分别对燃烧室和原柴油机供气,因而该系统同时需要两种不同压比的空气,为此专门设计了一个双压比压气机,并通过试验验证双压比压气机能够满足上述要求.以某柴油机为例进行计算分析,得到了初步的设计和工作参数,结果表明:采用燃气涡轮增压系统能够恢复柴油机在高原的行驶功率,为后续的样机研制提供了依据.
李磊[9](2016)在《增压汽油机高原性能与排放仿真计算》文中研究表明大气压力随着海拔高度的升高而下降,进入发动机气缸的空气量随之减少,由于进气不足,发动机的燃烧性能会恶化,从而导致其动力性、经济性和排放性能明显恶化。目前,在现有的国内外相关文献中,很少有关于海拔高度对汽油机燃烧和排放影响的相关报道,同时,我国国一到国五的现行轻型车排放法规中,并没有考虑海拔高度对汽油机排放的影响。本文以某1.4t增压汽油机为研究对象,建立发动机仿真模型及整车模型,分析其在不同海拔高度的燃烧特性、动力经济性、排放特性和等速百公里油耗的变化情况。文章对五个不同海拔高度进行了发动机仿真试验,仿真结果显示:随着海拔高度的上升,发动机在各个不同转速的最大输出功率都会下降,在各个不同转速的最大扭矩也会随着海拔的增加而降低,在低速和高速时下降非常明显。有效燃油消耗率(BSFC)随着海拔高度升高而升高,有效热效率随海拔的上升而下降,在高速高负荷时较为明显。对比分析了不同海拔高度下的汽油机气缸压力曲线、燃烧放热率曲线、增压器运行工况图,得出如下结论:在相同工况点(同转速同扭矩)比较时,发动机的最高燃烧压力随海拔的上升而下降,发动机燃烧后移,排气温度上升。仿真结果还表明:增压汽油机CO、HC在外特性或50%负荷点的比排放都随海拔的升高而升高,NOx在外特性或50%负荷点的比排放随海拔的升高而下降。在相同工况点比较时,CO比排放随海拔的上升而上升,在高速高负荷下随海拔的变化非常剧烈;HC比排放在低速下随海拔的上升而下降,在高速高负荷下随海拔的升高而升高;NOx比排放在低速下随海拔的上升而上升,在高速高负荷下随海拔的升高而下降。建立了整车仿真模型,研究不同海拔对整车油耗的影响,仿真结果表明:在不同海拔下,汽车等速百公里油耗在低速时随海拔的升高而升高,在车速20km/h时,海拔每上升1000m,百公里油耗上升约0.05L左右,在高速下等速百公里油耗随海拔的升高而下降,在车速为100km/h时,海拔每上升1000m,等速百公里油耗下降约0.2L。
黄绵敦[10](2016)在《可调二级增压柴油机不同海拔下油气参数联合优化研究》文中提出为了改善柴油机的高原适应性,利用可调二级增压系统代替原单级增压系统,并对多个海拔下的外特性进行了标定,但受限于试验条件,大多数工况点下的动力性还有一定的提升空间。本文围绕“可调二级增压柴油机功率提升”这一主题,在满足可靠性约束的前提下,对各海拔下的循环喷油量、喷油提前角以及旁通阀开度进行联合优化。首先,利用Fluent软件对旁通阀流场进行了仿真,得到了旁通阀的流量特性,在小开度情况下,流量系数对旁通阀开度比较敏感。其次,在原单级增压柴油机模型的基础上,搭建了可调二级增压柴油机性能仿真模型,并利用试验数据进行模型校核,通过仿真计算得到性能参数、约束参数随循环喷油量、喷油提前角、旁通阀开度的变化规律。其中,循环喷油量、喷油提前角单独作用时,涡轮入口温度及高、低级增压器转速的变化规律是一致的;循环喷油量、喷油提前角、旁通阀开度单独作用时,高、低级增压转速的变化规律是一致的。最后,根据油气参数与性能参数、约束参数之间的影响规律,对优化问题进行了一定的简化、降维处理,结合模糊控制理论,设计了油气参数优化算法,搭建了模糊优化算法与柴油机性能耦合仿真模型,并对0m、2000m、3000m、4500m等四个海拔下的外特性进行优化,得到各海拔下的最佳油气参数,并验证了优化结果的合理性。以平原2100r/min工况为例,对整个优化过程进行了详细分析。各海拔下外特性的优化结果都受到最高燃烧压力和涡轮入口温度的限制,高低级增压器转速都有一定的余量,各工况点的功率相比原机都有较大幅度的提升,其中,4500m海拔下2100r/min工况下的功率由256.5kW提升至319.6kW,提升幅度为24.6%,燃油消耗率由243.1g/(kW·h)下降至222.3g/(kW·h),下降幅度为8.6%。随着海拔高度及转速的升高,最佳循环喷油量减少,喷油提前角增大,旁通阀开度的变化规律较为复杂,需要兼顾空燃比和泵气损失两方面因素带来的影响。
二、风冷柴油机高原恢复功率的模拟计算与实验(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、风冷柴油机高原恢复功率的模拟计算与实验(论文提纲范文)
(1)涡轮增压柴油机海拔适应特性及差异化匹配方法研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
符号与缩写 |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 涡轮增压柴油机海拔适应性研究现状 |
1.2.1 涡轮增压柴油机变海拔性能变化规律 |
1.2.2 涡轮增压柴油机变海拔功率恢复措施 |
1.2.3 涡轮增压柴油机变海拔适应能力研究进展 |
1.3 涡轮增压柴油机变海拔匹配方法研究现状 |
1.3.1 单级涡轮增压柴油机变海拔匹配方法研究现状 |
1.3.2 两级涡轮增压柴油机变海拔匹配方法研究现状 |
1.4 本论文的研究目的及内容 |
1.4.1 研究目的 |
1.4.2 研究内容 |
第二章 涡轮增压柴油机变海拔适应特性研究 |
2.1 涡轮增压柴油机变海拔性能试验及仿真研究方法 |
2.1.1 涡轮增压柴油机变海拔性能试验方法 |
2.1.2 涡轮增压柴油机变海拔性能试验结果 |
2.1.3 涡轮增压柴油机变海拔性能仿真模型 |
2.2 涡轮增压柴油机变海性能约束规律研究 |
2.2.1 增压参数对柴油机变海拔性能约束规律的影响 |
2.2.2 涡轮增压柴油机变海拔功率恢复约束域影响参数分析 |
2.3 涡轮增压柴油机极限功率恢复海拔模型 |
2.3.1 油气协同调节柴油机极限功率恢复海拔模型 |
2.3.2 增压调节柴油机极限功率恢复海拔模型 |
2.4 本章小结 |
第三章 涡轮增压系统能量对柴油机变海拔运行路径的影响规律研究 |
3.1 单级涡轮增压系统能量对柴油机海拔适应性的影响规律研究 |
3.1.1 单级涡轮增压系统变海拔能量变化规律 |
3.1.2 涡轮增压系统变海拔可用能热力学分析 |
3.1.3 不同型式单级涡轮增压系统变海拔适应特性对比 |
3.2 两级涡轮增压系统变海拔能量变化规律研究 |
3.2.1 两级涡轮增压系统变海拔级间能量分配规律 |
3.2.2 两级涡轮增压系统级间能量分配热力学模型 |
3.3 两级涡轮增压系统级间能量分配对柴油机海拔适应性的影响研究 |
3.4 本章小结 |
第四章 基于海拔适应特性的涡轮增压柴油机差异化匹配方法研究 |
4.1 两级涡轮增压系统等效模型 |
4.1.1 两级涡轮增压系统变海拔总能量需求 |
4.1.2 两级涡轮增压系统通流能力 |
4.1.3 两级涡轮增压系统等效运行特性 |
4.1.4 基于海拔适应性的两级增压差异化布置型式 |
4.2 基于海拔适应性的两级增压差异化匹配方法 |
4.2.1 两级增压总能量匹配 |
4.2.2 两级增压级间能量匹配 |
4.3 两级增压差异化匹配方法与传统匹配方法计算对比 |
4.3.1 两级增压变海拔差异化匹配计算 |
4.3.2 变海拔差异化匹配方法和传统匹配方法对比结果分析 |
4.4 本章小结 |
第五章 涡轮增压柴油机变海拔差异化匹配方法验证 |
5.1 涡轮增压柴油机变海拔性能试验 |
5.1.1 两级增压变海拔差异化匹配方案 |
5.1.2 涡轮增压柴油机试验台架改造 |
5.2 涡轮增压柴油机变海拔性能试验结果分析 |
5.2.1 变海拔差异化匹配方法计算精度验证 |
5.2.2 差异化匹配方法与传统匹配方法对柴油机海拔适应性的影响对比 |
5.3 本章小结 |
第六章 全文总结与展望 |
6.1 全文总结 |
6.2 研究展望 |
6.3 创新点说明 |
参考文献 |
致谢 |
攻读博士学位期间已发表或录用的论文 |
攻读博士学位期间参与的科研项目 |
(2)变海拔相继增压柴油机的仿真匹配研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 前言 |
1.2 内燃机增压技术 |
1.2.1 内燃机的主要增压方式 |
1.2.2 增压对内燃机经济性和动力性的影响 |
1.2.3 发动机增压技术的优点 |
1.3 涡轮增压技术的发展 |
1.4 高原增压技术的研究状况 |
1.4.1 高原增压技术在国内的研究 |
1.4.2 高原增压技术在国外的研究 |
1.5 相继增压技术的研究和发展状况 |
本文主要研究内容 |
第二章 发动机与增压器的匹配及相关理论 |
2.1 涡轮增压器与发动机的匹配 |
2.1.1 压气机与发动机的匹配 |
2.1.2 涡轮与发动机的匹配 |
2.1.3 涡轮与压气机的匹配 |
2.1.4 增压器与发动机的匹配 |
2.2 内燃机与增压器运行特性调整 |
2.3 气缸工作的基本微分方程 |
2.3.1 缸内工作的基本假设 |
2.3.2 基本微分方程 |
2.4 传热模型 |
2.5 管道气体流动模型 |
2.5.1 相关数学模型 |
2.5.2 建立差分方程 |
2.6 扫气模型 |
2.7 燃烧过程数学模型建立 |
2.8 中冷器模型 |
本章小结 |
第三章 相继增压模型建立及仿真分析 |
3.1 原机模型建立及验证 |
3.1.1 柴油机主要模型的建立 |
3.1.2 原机模型的验证 |
3.2 相继增压系统柴油机模型建立 |
3.2.1 相继增压系统设计方案 |
3.2.2 大小增压器的选型及模型建立 |
3.3 相继增压系统与柴油机的联合运行 |
3.3.1 相继增压中的压比调节 |
3.3.2 相继增压中切换点的确定 |
3.3.3 两段式相继增压的计算 |
本章小结 |
第四章 相继增压柴油机变海拔匹配研究 |
4.1 不同海拔对柴油机动力性与经济性的影响 |
4.2 压气机变海拔的模型修正 |
4.3 不同海拔柴油机与相继增压系统的仿真匹配 |
本章小结 |
总结与展望 |
参考文献 |
致谢 |
(3)方舱关键部件高原高寒环境适应性研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.1.1 课题来源 |
1.1.2 研究背景与意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 装备环境试验 |
1.2.2 装备环境适应性设计 |
1.2.3 装备环境适应性评价 |
1.3 论文研究思路与内容安排 |
1.3.1 论文研究思路 |
1.3.2 论文内容安排 |
第二章 高原高寒环境特点及其对方舱的影响研究 |
2.1 高原高寒地区典型环境特点分析 |
2.1.1 高原高寒地区气候环境特点分析 |
2.1.2 高原高寒地区地理环境特点分析 |
2.2 高原高寒环境对方舱的影响 |
2.2.1 高原高寒环境对舱体的影响 |
2.2.2 高原高寒环境对运输车辆的影响 |
2.3 方舱关键部件的确定 |
2.4 本章小结 |
第三章 方舱橡胶密封部件高原高寒环境试验研究 |
3.1 橡胶密封部件的主要失效类型 |
3.1.1 老化失效 |
3.1.2 低温失效 |
3.1.3 其它失效类型 |
3.2 橡胶密封部件的高原高寒环境试验设计 |
3.2.1 研究对象的选取 |
3.2.2 橡胶密封圈的工作原理及失效准则 |
3.2.3 橡胶密封圈的高原高寒环境试验方案设计 |
3.3 橡胶密封圈的高原高寒环境试验结果与分析 |
3.3.1 不同试验温度对密封圈性能的影响 |
3.3.2 不同试验时间对密封圈性能的影响 |
3.3.3 橡胶密封圈的高原高寒低温失效机理分析 |
3.4 基于有限元仿真的橡胶密封圈特征应力分析 |
3.4.1 橡胶密封圈的有限元建模过程 |
3.4.2 橡胶密封圈的有限元分析结果 |
3.5 本章小结 |
第四章 方舱有机防护涂层高原高寒环境试验研究 |
4.1 有机涂层老化影响因素分析 |
4.1.1 太阳辐照 |
4.1.2 环境温度 |
4.1.3 氧气和水分 |
4.1.4 盐雾环境 |
4.1.5 其它因素 |
4.2 有机涂层的高原高寒环境试验设计 |
4.2.1 常见的光老化试验设备 |
4.2.2 试验对象与试验装置 |
4.2.3 老化试验剖面及性能测试方法 |
4.3 有机涂层的高原高寒环境试验结果与分析 |
4.3.1 有机涂层光泽度变化分析 |
4.3.2 有机涂层附着力变化分析 |
4.3.3 有机涂层表面形貌变化分析 |
4.3.4 有机涂层的高原高寒环境老化机理分析 |
4.4 本章小结 |
第五章 方舱关键部件的环境适应性设计与评价方法研究 |
5.1 方舱关键部件的高原高寒环境适应性设计研究 |
5.1.1 橡胶密封圈的高原高寒环境适应性设计 |
5.1.2 有机防护涂层的高原高寒环境适应性设计 |
5.2 方舱关键部件的环境适应性定量评价方法研究 |
5.2.1 环境适应性评价的特点 |
5.2.2 关键部件的环境适应性定量评价思路 |
5.2.3 关键部件的环境适应性定量评价方法 |
5.2.4 环境适应性定量评价方法实例验证 |
5.3 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 研究结论 |
6.2 研究展望 |
致谢 |
参考文献 |
作者在学期间取得的学术成果 |
(4)基于排放特性的小型风冷柴油机燃烧过程研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 选题背景 |
1.2 小功率非道路柴油机的排放法规 |
1.3 小功率非道路柴油机排放控制的技术方案研究 |
1.3.1 国内研究现状 |
1.3.2 国外研究现状 |
1.4 小功率柴油机燃烧过程和HC、CO排放控制研究 |
1.4.1 燃烧过程研究 |
1.4.2 HC、CO排放控制研究 |
1.5 本文主要研究内容 |
第二章 186F柴油机台架试验及排放特性分析 |
2.1 试验台架的搭建 |
2.1.1 样机基本参数 |
2.1.2 试验设备 |
2.1.3 试验台架布置和排放试验循环介绍 |
2.2 试验结果和排放特性分析 |
2.2.1 柴油机整机比排放 |
2.2.2 排放物浓度分析 |
2.2.3 工况分担率分析 |
2.3 负荷特性分析 |
2.4 示功图分析 |
2.5 本章小结 |
第三章 186F柴油机缸内燃烧过程数值模拟研究 |
3.1 网格模型的建立和初始条件的设定 |
3.1.1 几何模型的建立 |
3.1.2 初始参数及边界条件的设定 |
3.2 计算模型的选取 |
3.2.1 气相湍流流动模型 |
3.2.2 喷雾模型 |
3.2.3 着火及燃烧模型 |
3.2.4 排放模型 |
3.3 仿真模型的验证 |
3.4 燃烧室结构设计 |
3.5 缸内燃烧过程模拟结果及分析 |
3.5.1 缸内速度场分布 |
3.5.2 油束贯穿距分析 |
3.5.3 当量燃空比分布 |
3.5.4 油滴汽化速率分析 |
3.5.5 缸内温度场分布 |
3.5.6 气体污染物生成特性 |
3.5.6.1 缸内HC生成特性 |
3.5.6.2 缸内CO生成特性 |
3.5.6.3 缸内NO_X生成特性 |
3.5.7 排放物生成量与缸内温度关系 |
3.6 本章小结 |
第四章 186F柴油机试验研究及缸内燃烧分析 |
4.1 供油提前角的影响 |
4.2 试验方案 |
4.3 缸内燃烧过程分析 |
4.3.1 示功图分析 |
4.3.2 缸内工质平均温度变化分析 |
4.3.3 放热规律分析 |
4.3.4 滞燃期分析 |
4.3.5 累积放热量分析 |
4.4 燃油经济性分析 |
4.5 排放特性分析 |
4.5.1 NO_X排放浓度分析 |
4.5.2 CO排放浓度分析 |
4.5.3 HC排放浓度分析 |
4.5.4 烟度测量结果及分析 |
4.5.5 整机比排放结果及分析 |
4.6 本章小结 |
第五章 优化冷却系统进一步降低整机排放的研究 |
5.1 单缸风冷柴油机与水冷机型对比分析 |
5.2 不同工况改变冷却条件的方法 |
5.3 冷却系统优化后的柴油机性能和排放试验结果 |
5.3.1 供油提前角的调整 |
5.3.2 不同旁通风口开度下的缸盖表面温度变化 |
5.3.3 不同旁通风口开度下的燃油经济性 |
5.3.4 冷却系统的优化对排放特性的影响 |
5.4 本章小结 |
第六章 全文总结与展望 |
6.1 全文总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士期间科研及发表论文情况 |
(5)南极发电舱热特性及其控制研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
符号说明 |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 舱体系统热特性研究现状 |
1.2.1 常温常压下舱体系统传热特性研究 |
1.2.2 低温低压下舱体系统传热特性研究 |
1.2.3 集总参数法在系统热特性研究中的运用 |
1.3 舱体系统热控制研究 |
1.4 低压环境下柴油机热特性研究现状 |
1.5 本文研究内容 |
1.6 本章小结 |
第二章 低压环境下柴油机散热特性的实验研究 |
2.1 引言 |
2.2 实验系统与研究方法 |
2.2.1 实验系统介绍 |
2.2.1.1 柴油机性能测试系统介绍 |
2.2.1.2 柴油机介绍 |
2.2.2 柴油机热平衡分析 |
2.2.2.1 舱体热平衡分析 |
2.2.2.2 柴油机热平衡计算方法 |
2.2.3 实验过程 |
2.2.3.1 实验准备及检查 |
2.2.3.2 实验步骤 |
2.2.4 误差分析 |
2.2.4.1 系统误差 |
2.2.4.2 随机误差 |
2.2.4.3 误差合成 |
2.3 实验结果及分析 |
2.3.1 低气压对柴油机典型温度的影响 |
2.3.2 低气压对柴油机热平衡的影响 |
2.3.3 低气压对柴油机热效率的影响 |
2.4 本章小结 |
第三章 南极发电舱动态热特性研究 |
3.1 引言 |
3.2 南极发电舱描述 |
3.3 数学模型 |
3.3.1 发电舱热网络 |
3.3.2 节点方程描述 |
3.3.3 热源项计算 |
3.4 模型验证 |
3.4.1 模型实验介绍 |
3.4.2 模型结果分析 |
3.5 仿真结果分析与讨论 |
3.5.1 通风量对舱内温度动态变化的影响 |
3.5.2 柴油机间断运行对舱内温度动态变化的影响 |
3.5.3 柴油机组启停工况下的温度响应 |
3.6 本章小结 |
第四章 南极发电舱热控特性研究 |
4.1 引言 |
4.2 南极发电舱热控制模型 |
4.2.1 物理模型简述 |
4.2.2 数学模型 |
4.2.2.1 热网络及节点方程描述 |
4.2.2.2 状态空间转化 |
4.2.2.3 模型降阶 |
4.2.3 发电舱热控制仿真模型 |
4.3 仿真控制结果 |
4.4 本章小结 |
第五章 总结与展望 |
5.1 结论 |
5.2 创新点 |
5.3 展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士学位期间取得的主要成果 |
(6)基于变海拔功率恢复的增压系统匹配计算研究(论文提纲范文)
1 仿真计算模型的建立与校核 |
2 增压系统匹配方案确定 |
3 放气阀变海拔控制策略 |
4 结论 |
(7)V6柴油机可调二级增压系统设计与匹配(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 可调二级增压系统概述 |
1.3 二级增压系统国外研究概况 |
1.4 二级增压系统国内研究概况 |
1.5 高原柴油机性能研究概况 |
1.6 本文研究目的及内容 |
第2章 V6柴油机二级增压系统的设计方案 |
2.1 V6 柴油机基本参数及增压系统设计方案 |
2.2 压气机和涡轮的参数计算 |
2.2.1 高低压级压气机参数计算 |
2.2.2 高低压级涡轮参数计算 |
2.3 压气机和涡轮的选型 |
2.3.1 压气机的选型 |
2.3.2 涡轮的选型 |
2.4 本章小结 |
第3章 V6柴油机平原特性仿真 |
3.1 仿真方法 |
3.1.1 仿真软件的介绍 |
3.1.2 模型搭建的方法 |
3.2 V6 柴油机仿真模型的搭建 |
3.2.1 单缸机仿真模型的搭建与验证 |
3.2.2 V6 柴油机仿真模型的搭建 |
3.3 平原特性仿真计算 |
3.3.1 最大扭矩点的仿真计算 |
3.3.2 标定点的仿真计算 |
3.3.3 外特性的仿真计算 |
3.4 本章小结 |
第4章 V6柴油机高原特性仿真 |
4.1 确定高原边界条件 |
4.2 最大扭矩点的仿真计算 |
4.3 标定点的仿真计算 |
4.4 外特性的仿真计算 |
4.5 柴油机低转速性能优化 |
4.6 高原外特性和平原外特性的对比分析 |
4.7 本章小结 |
第5章 总结和展望 |
5.1 文章总结 |
5.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
(9)增压汽油机高原性能与排放仿真计算(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状及发展趋势 |
1.2.1 国外海拔相关汽车法规 |
1.2.2 发动机在高海拔地区动力性和经济性的研究 |
1.2.3 发动机在高海拔地区排放的研究 |
1.3 论文主要工作 |
第2章 增压汽油机模型的建立 |
2.1 GT-power软件简介 |
2.2 增压汽油机模型的建立 |
2.2.1 进排气模型 |
2.2.2 中冷器与增压器模型 |
2.2.3 气缸模型 |
2.2.4 后处理模型 |
2.3 模型的校准 |
2.4 本章小结 |
第3章 不同海拔对发动机性能与排放的影响 |
3.1 海拔对空气温度和密度的影响 |
3.2 不同海拔对发动机性能的影响 |
3.2.1 外特性曲线 |
3.2.2 燃油消耗率 |
3.2.3 增压器特性 |
3.2.4 燃烧特性 |
3.3 不同海拔对发动机排放的影响 |
3.3.1 CO比排放随海拔的变化 |
3.3.2 HC比排放随海拔的变化 |
3.3.3 NOx比排放随海拔的变化 |
3.4 本章小结 |
第4章 不同海拔对整车油耗的影响 |
4.1 GT-Drive软件的介绍 |
4.2 整车模型的建立 |
4.2.1 发动机模块及传动模块 |
4.2.2 阻力模块 |
4.3 平原工况等速油耗试验 |
4.4 不同海拔对整车油耗的影响 |
4.5 本章小结 |
第5章 总结与展望 |
5.1 总结 |
5.2 展望 |
参考文献 |
攻读硕士期间发表的论文 |
致谢 |
(10)可调二级增压柴油机不同海拔下油气参数联合优化研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 单级增压柴油机存在的问题 |
1.3 改善柴油机高原性能的主要措施 |
1.3.1 供气方面的调节 |
1.3.2 喷油参数调节 |
1.3.3 油气参数协同调节 |
1.4 课题研究意义及主要内容 |
第2章 涡轮旁通阀流量特性计算 |
2.1 CFD理论基础 |
2.1.1 质量守恒方程 |
2.1.2 动量守恒方程 |
2.1.3 能量守恒方程 |
2.2 旁通阀流场域模型建立 |
2.2.1 旁通阀结构及调节方式 |
2.2.2 旁通阀流场域网格划分 |
2.3 旁通阀流量特性计算 |
2.3.1 旁通阀流场域仿真 |
2.3.2 旁通阀流量系数计算 |
2.4 本章小结 |
第3章 柴油机性能仿真模型及参数影响规律研究 |
3.1 柴油机性能仿真建模理论 |
3.1.1 燃烧过程 |
3.1.2 传热过程 |
3.1.3 涡轮增压器模型 |
3.2 柴油机试验 |
3.2.1 柴油机的主要技术参数 |
3.2.2 试验方案 |
3.3 柴油机性能仿真模型的建立与校验 |
3.3.1 柴油机性能仿真模型的建立 |
3.3.2 喷油提前角的预测 |
3.3.3 旁通阀开度的预测 |
3.3.4 仿真模型的校验 |
3.4 参数影响规律研究 |
3.4.1 循环喷油量的影响 |
3.4.2 喷油提前角的影响 |
3.4.3 旁通阀开度的影响 |
3.5 本章小结 |
第4章 模糊优化算法设计 |
4.1 模糊算法介绍 |
4.1.1 模糊控制的概述 |
4.1.2 模糊控制的优点 |
4.1.3 模糊集合与经典集合 |
4.1.4 模糊算法设计流程 |
4.2 优化问题阐述 |
4.2.1 约束边界 |
4.2.2 优化问题描述 |
4.2.3 约束条件的简化 |
4.2.4 降维处理 |
4.2.5 约束条件的无量纲化 |
4.3 模糊算法设计 |
4.3.1 模糊推理方法 |
4.3.2 反模糊化 |
4.3.3 量化因子和比例因子 |
4.3.4 隶属函数 |
4.3.5 喷油参数优化算法 |
4.3.6 供气参数优化算法 |
4.4 耦合优化的实现 |
4.4.1 模型计算过程 |
4.4.2 模糊控制切换条件 |
4.4.3 终止仿真的条件 |
4.5 本章小结 |
第5章 不同海拔下油气参数联合优化 |
5.1 优化结果验证 |
5.2 优化过程 |
5.2.1 优化过程初期 |
5.2.2 优化过程后期 |
5.3 不同海拔下的优化结果分析 |
5.3.1 0 m海拔下的优化结果 |
5.3.2 2000 m海拔下的优化结果 |
5.3.3 3000 m海拔下的优化结果 |
5.3.4 4500 m海拔下的优化结果 |
5.4 不同海拔优化结果对比 |
5.5 本章小结 |
第6章 结论及展望 |
6.1 全文总结 |
6.2 创新点说明 |
6.3 工作展望 |
参考文献 |
攻读学位期间发表论文与研究成果清单 |
致谢 |
四、风冷柴油机高原恢复功率的模拟计算与实验(论文参考文献)
- [1]涡轮增压柴油机海拔适应特性及差异化匹配方法研究[D]. 谷允成. 上海交通大学, 2020(01)
- [2]变海拔相继增压柴油机的仿真匹配研究[D]. 王晨. 大连交通大学, 2019(08)
- [3]方舱关键部件高原高寒环境适应性研究[D]. 石仪凯. 国防科技大学, 2018(01)
- [4]基于排放特性的小型风冷柴油机燃烧过程研究[D]. 赵宇超. 江苏大学, 2018(02)
- [5]南极发电舱热特性及其控制研究[D]. 周颖. 东南大学, 2018(05)
- [6]基于变海拔功率恢复的增压系统匹配计算研究[J]. 谢海江,李华雷,邢卫东. 车用发动机, 2017(03)
- [7]V6柴油机可调二级增压系统设计与匹配[D]. 邵志刚. 北京理工大学, 2017(03)
- [8]燃气涡轮增压系统恢复柴油机高原功率研究[J]. 刘洋,马朝臣,王鹏. 内燃机学报, 2017(01)
- [9]增压汽油机高原性能与排放仿真计算[D]. 李磊. 北京理工大学, 2016(03)
- [10]可调二级增压柴油机不同海拔下油气参数联合优化研究[D]. 黄绵敦. 北京理工大学, 2016(03)