增压柴油机进气系统应用分析报告

1、. . . . 高等教育自学考试毕业设计（论文）说明书汽车检测与维修（独立本科段）市 地： 州 号： 6 姓 名： 董金龙 指导教师： 董明川 增压柴油机进气系统应用分析摘 要柴油机进气系统的结构和流动性能的优劣将直接影响柴油机的动力性、经济性和排放特性。而且，提高柴油机功率的关键之一是在换气过程中提高充量系数并降低进气系统的流动阻力。设计和匹配最佳的柴油机进气系统，就能在柴油机一定的转速围增加进气量，提高功率，改善扭矩特性，降低油耗率和烟度。因此，研究并改进气系统的性能与结构无论是在理论上还是在实践中都很有必要。本论文首先应用发动机一维模拟软件GT-POWER建立了增压柴油机进气系统工作过程计算模型，仿真计算结果与实验结果吻合良好。并在此基础上进行了该柴油机标定工况的工作过程仿真计算，对其标定工况下的主要性能指标进行了预测分析。之后对进气管路进行了优化。进气管参数主要包括进气总管管长和管径、稳压腔容积和进气歧管的管长、管径。通过分析不同进气管参数对管压力波动、充气效率的影响，总结出规律，并找出主要影响因素。并应用GTPOWER自带的优化工具建立了以标定工况下柴油机容积效率最优为目标的

2、增压柴油机性能优化的仿真模型，计算结果表明：经过参数优化后，该柴油机进气能力得到加强，进气均匀性有所提高。最后，通过对增压器、中冷器与增压柴油机的匹配研究，确定排气系统采用脉冲增压系统。在该系统的基础上，建立了该柴油机与增压系统的联合运行线，并进行了柴油机外特性分析，仿真结果显示柴油机与增压器匹配较好；以降低中冷器阻力为优化目标，确定了中冷器主要结构参数，这为以后的中冷器设计提供了的帮助。关键词：增压柴油机废气涡轮增压器、中冷器、TURBO DIESEL ENGINE INTAKE SYSTEM APPLICATION ANALYSISABSTRACTDiesel engine intake system structure and flow performance will directly influence the quality of diesel power, economy and emission characteristics. Also, one of the key to improve diesel power in ventilation process imp

3、rove filling quantity coefficient and lower flow resistance of air intake system. Design and matching the best diesel engine air intake system, can in diesel engine certain speed range, improving power increased the subsystem, improve the torque characteristic, reduce oil consumption rate and FSN. Therefore, study and improve the gas system performance and structure whether in theory or in practice are necessary. This paper firstly applied engine one-dimensional simulation software GT - POWER es

4、tablished pressurization diesel engine intake system, the working process of the calculation model simulation calculation result and experiment results. And on this basis the diesel engine is the working process of the calibration conditions for its calibration simulation calculation, main performance indexes in the cases of forecasted analysis. After optimized intake pipe road. Intake pipe parameters include intake duct length and diameter, volume and the intake manifold voltage of cavity lengt

5、h, diameter. Through the analysis of the different parameters on the tube inlet pressure fluctuations, the influence of the charging efficiency, summarized the rule, and find out the main influencing factors. And to bring POWER application GT - established in optimization tools calibration under the conditions of the optimal capacity efficiency for diesel engine performance target of intensification of simulation model, and optimized calculation results show that: after parameter optimization, t

6、he diesel engine intake ability was improved and increased in take uniformity. Finally, based on the supercharger and inter-cooled turbocharged diesel engine is the matching with research, sure exhaust system using pulse the pressurization system. In this system is established, on the basis of the diesel engine joint paths with the pressurization system and diesel engine outside characteristics analysis, the simulation results show that with the supercharger matching diesel engine is very good;

7、In order to reduce inter-cooled implement resistance as optimized object, identified inter-cooled machine main structure parameters, this for later inter-cooled designed to help provide the.KEY WORDS: turbo diesel exhaust turbocharger volume efficiency inter-cooled implement optimized 目 录前言1第一章增压中冷柴油机的物理模型311气缸3111进气系统4112排气系统3113涡轮增压系统4114废气涡轮增压器的两种增压系统进气4115两种增压排气系统对发动机性能的影响5116中冷器6117小结6第二章进气管截面形状对容积效率的影响621概述增压柴油机进气流动特性研究与管路优化622柴油机进气管流动特性仿真研究723进气管路布置形式对进气流动特性的影响7231不同进气管路流动模型的建立8232进气歧管出口流

8、量与均匀性比较分析8233不同进气管气体的流动9234进气管横截面的变化对充气效率的影响10第三章进气管路结构参数对气体流动特性的影响1131进气总管管长和直径对容积效率的影响11311进气歧管管长和直径对容积效率的影响11312进气稳压腔容积对容积效率的影响1232进气管主要结构参数的优化设计12321标定工况下13322最大扭矩工况下13323小结14第四章、全文总结15参考文献16致17 / 前 言柴油机进气系统的结构和流动性能的优劣将直接影响柴油机的动力性、经济性和排放特性。而且，柴油机所能发出的功率，归根结底是受吸入的空气量，空气和燃料的混合比例的影响，持续保持输出高额功率的关键之一是在换气过程中提高充量系数并降低进气系统的流动阻力。设计和匹配最佳的柴油机进气系统，可以在柴油机一定的转速围增加充气量，提高功率，改善扭矩特性，降低油耗率和烟度。因此，研究并改进进气系统的性能与结构无论是在理论上还是在实践中都很有必要。然而，由于柴油机尤其是增压柴油机的进气系统是一个复杂的非稳态的流体动态过程，流体的状态参数和流速不仅是位移的函数，而且是时间的函数，牵扯到流体力学、空气动力学与热力

9、学等方面的知识，到目前为止还无法精确计算出来。为此，应用工作过程仿真软件，建立柴油机迸气系统的一维仿真模型，利用该模型不仅可以进行不同形状进气管多种流型的流动阻力(或压力损失)的模拟研究，还可以对进气系统的非稳态工况计算提供边界条件，并通过了解系统气体流动的细致情况，探索进气系统各组成部件主要参数对流动状态的影响规律，从而对进气系统流动特性进行预测，在理论上提出改进方向，进行优化组合，以提高充量、获取适当的迸气涡流。因此。进行增压柴油机进气系统的仿真研究具有重要的意义。英国的Crank field大学的MHarrison和RPerez Arenas等做了自然进气发动机的进气系统的压力波动的理论和试验研究，他们主要研究了用来求解一维欧拉方程的混合边界条件，用五种方法对进气系统的压力波动进行了分析，研究结果表明：用压力波分解和双向全压静压管相结合的方法对发动机进气系统的压力波动进行分析效果很好。英国曼彻斯特大学的DEWaterborne等人在1985年对三通接头的压力损失系数进行了试验研究，并将该压力损失系数应用于特征线法工作过程数值计算中，并开展了该种接头气流的计算研究。1999年RJPearson等人在前面研究的基础上又引入总压损失系数，对预测压力损失系数进行了研究。之后，曼彻斯特理工学院(UMIST)的MKl4程序和西德波鸿鲁尔大学的PMB程序都是采用特征线法进行管波动研究的；Mahaska Takizawa在有限差分法的基础上开发了使用程序

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