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喷油规律对船用柴油机性能影响的数值模拟
| 论文题名： | 喷油规律对船用柴油机性能影响的数值模拟 |
| 关键词： | 船用柴油机;喷油规律;数值模拟;性能影响 |
| 摘要： | 由于能源和排放问题的日益严峻，以及排放法规的愈加严格，船舶柴油机的发展正面临着越来越严峻的挑战。改善经济性、排放及噪声是当前船舶柴油机研究的重要课题。采取有效措施降低船舶柴油机的有害排放，对控制环境污染和延缓能源危机具有重要的理论意义和实际价值。 影响柴油机经济性、排放和噪声的因素很多，其中喷油规律对柴油机的燃烧过程及排放有着直接和决定性的影响。不同的喷油规律导致缸内压力、温度、放热率等的不同，这些参数将直接影响柴油机的经济性、排放和噪声。大量的研究表明，采用预喷射是控制柴油机排放和燃烧噪声的有效手段之一。 对柴油机性能优化的研究可以采用实验和数值模拟两种方法，传统通过实验的方法开发周期长、投资高、难度大；而数值模拟具有费用低、设计周期短和能够获得台架实验很难获得的数据等优点，在柴油机设计方案论证及优化、性能预测和样机的研究改进等方面得到了广泛的应用。 本文使用BOOST软件研究了在115.4rpm、75％负荷工况下喷油规律对MANB&W6S50MC-C型船用柴油机性能的影响。结合柴油机数值模拟计算的基础和AVL BOOST软件计算原理，建立了该柴油机仿真模型。利用该模型对柴油机进行了推进特性的模拟计算，并与实验数据进行了对比，结果表明，模拟数据和实验数据能较好的吻合，从而验证了该仿真模型的准确性。在此基础上，首先比较了矩形、梯形和预喷射三种喷油规律对柴油机性能的影响，结果表明，预喷射是使该柴油机综合性能最佳的一种喷油规律；其次研究了单次喷射和预喷射的柴油机性能，在单次喷射的柴油机性能中，研究了喷油定时和喷油压力对柴油机性能的影响特点；在预喷射的柴油机性能中，研究了预喷量和主预喷间隔角对柴油机性能的影响特点；最后选取由预喷量为3％、5％和8％，主预喷间隔角为50CA、100CA和150CA构成九种不同的预喷方案，比较了这九种预喷方案对柴油机性能的影响，优选出了适合该柴油机工况的预喷方案。与原机相比，大大降低了柴油机的NOX排放和噪声，动力性和经济性略有下降，达到本文研究的目的。 |
| 作者： | 林开进 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 孙培廷;吴大忠 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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