高強化柴油機總體性能優(yōu)化及關鍵技術分析.pdf

1、為了滿足四代坦克對高強化發(fā)動機的需求,美、德等國都在積極開發(fā)能夠適應四代坦克的高強化發(fā)動機。尤其是德國HPD柴油機的出現(xiàn),對國外未來主戰(zhàn)坦克的發(fā)展產(chǎn)生了極為重要的影響。目前,我國也在軍用高強化柴油機領域進行了大量的研究。本文以國外某型高強化柴油機為目標樣機,建立了高強化柴油機的工作過程仿真計算模型。并對該柴油機性能進行了仿真研究與分析,對其關鍵技術進行了分析,最后對該高強化柴油機的主要運行參數(shù)和結構參數(shù)進行了優(yōu)化,進一步提高了其總體性能

2、。
　　 本文首先將柴油機劃分成幾個獨立的物理模型,并用數(shù)學方法對其描述。應用AVLBOOST軟件建立了該高強化柴油機工作過程仿真模型,用AVL MCC燃燒規(guī)律模型對缸內(nèi)工作過程進行描述。并將計算結果和國外某型柴油機的性能指標進行對比。結果表明,該高強化柴油機工作過程仿真模型計算結果與國外某型柴油機性能指標誤差很小。
　　 在此基礎上對該高強化柴油機標定工況進行了仿真計算,對其各項總體性能指標進行了預測分析。通過仿真計算

3、,獲得該柴油機缸內(nèi)壓力、溫度、燃燒放熱率等參數(shù)隨曲軸轉角的變化關系。在確定了高強化柴油機強化程度影響因素之后,對影響柴油機強化程度的運行參數(shù)和結構參數(shù)變化規(guī)律進行了研究。分別分析了進排氣系統(tǒng)、噴油系統(tǒng)、壓縮比、進氣參數(shù)和轉速對柴油機性能的影響,都得到了各個參數(shù)對柴油機性能影響的規(guī)律。
　　 其次,針對高強化柴油機高速、高平均有效壓力的性能要求,通過提高增壓比、選擇合適的配氣相位和多氣門技術提高了高強化柴油機一直偏低的過量空氣系數(shù)

4、。此外,高強化機型在低轉速下柴油機的工作性能可能會惡化,因此,將可調(diào)渦輪增壓技術和可變配氣相位技術應用于該高強化柴油機。通過計算,分析了可調(diào)渦輪增壓器葉片位置的變化對柴油機性能的影響,在此基礎上得到了可調(diào)渦輪增壓器在全工況范圍內(nèi)的葉片位置MAP圖。在對各轉速工況下的配氣相位優(yōu)化基礎上,確定了可變配氣相位的設計方案。研究表明,可變配氣相位技術的應用使得低速區(qū)產(chǎn)生較高的功率和較低的燃油消耗率,提高柴油機的動力性和經(jīng)濟性。
　　 最后