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基于VGT/EGR技术的某游艇发动机性能研究及其优化
| 论文题名： | 基于VGT/EGR技术的某游艇发动机性能研究及其优化 |
| 关键词： | 游艇发动机;VGT技术;EGR技术;建模仿真;PID控制 |
| 摘要： | 随着国内游艇数量的不断上升，其节能和减排问题日益受到广泛关注。VGT技术与EGR技术作为提高游艇发动机性能的重要技术手段，其研究价值也日益凸显。本文以某游艇发动机OED483Q为原型，利用GT-Power软件展开研究，旨在提高该游艇发动机性能，为VGT系统与EGR系统的控制策略制定提供理论指导。 首先描述了该游艇发动机缸内燃烧过程的数学模型，探究GT-Power仿真计算的理论基础。而后建立了游艇发动机的整机模型，利用试验台架测试得到的结果与仿真计算值进行了校准验证，得到了精确的仿真模型，为后续的计算奠定基础。分析了发动机与增压器匹配理论及其评价体系，对所选取的GTB15型可变截面涡轮增压器进行了匹配计算，结果显示涡轮与压气机均与该游艇发动机匹配良好。 其次分析了全负荷工况下游艇发动机采用可变截面涡轮增压相对于普通增压的优势。在推进特性工况下，探究不采用EGR时VGT导流叶片开度对该游艇发动机性能的影响。利用仿真软件建立了基于VGT导流叶片开度的PID控制模型，经过计算，得到了推进特性工况下最佳VGT导流叶片开度曲线。而后，选取了典型固定开度与最佳开度下性能进行对比，进一步揭示了采用VGT的优越性。 与此同时，在得出的最佳VGT导流叶片开度的基础上对该游艇发动机引入EGR系统，分析在推进特性工况下EGR率对其性能产生的影响。 最后选定某一推进特性工况展开VGT导流叶片开度与EGR率的DOE仿真计算，考察二者共同作用下对该游艇发动机性能产生的影响。通过DOE的后处理优化工具，选取了合适的优化方案，得到了该工况下的最佳VGT导流叶片开度为0.22，EGR率为11.54％。使得游艇发动机能在满足NOx排放标准的同时，有效燃油消耗率也达到了较低水平。 |
| 作者： | 官德亮 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 高占斌 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 集美大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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