长期以来,柴油机的设计主要依靠工程师经验和发动机台架实验。这种设计方法需要花费大量的财力和物力,同时需要耗费大量的时间来反复修改和验证设计方案。显然,传统的设计方法无法满足当今柴油机的开发周期要求。与传统的设计方法相比,采用数值计算和试验相结合的设计方法,以设计效率高、设计成本低等特点而受到越来越高的重视。本文详细介绍了采用一维数值模拟和数值优化相结合方法对YC6T柴油机的工作过程进行计算和优化。本文的主要研究内容包括:(1)根据YC6T柴油机的结构参数,在AVL-BOOST软件平台上建立柴油机的工作过程计算模型。采用物理样机的性能试验数据对计算模型进行了校准。从计算数据和试验结果的对比情况来看,模拟数据和试验结果能较好的吻合,计算数据和试验结果之间的最大差异小于5%。(2)选取1500rpm、1100rpm和700rpm三个转速全负荷工况作为研究工况,在计算校准后的计算模型上对压缩比、喷油提前角、进气管内径和排气管内径等参数对柴油机工作过程的影响进行计算。计算结果表明:高压缩比有利于提高中高速段的动力性和经济性。转速对最佳喷油提前角的影响较大,转速越高,最佳喷油提前角要求越大。原机的进气管和排气管内径基本满足使用要求,不需要进行更改。(3)对厂家提供的几种增压器进行匹配计算。根据工作过程计算结果,初选性能较好的HX55W增压器进行台架实验验证。验证结果表明,该增压器提高了中低速的燃油经济性,但是高速段的油耗率有所恶化。这一试验结果和计算结果完全一致。(4)采用ISIGHT9.0软件集成BOOST对柴油机的气门定时进行详细的优化计算。根据优化计算结果,设计了凸轮轴并进行了试验验证。计算结果表明,优化方案较大幅度的提高了柴油机中高速段的油耗率,充气效率的改善幅度不大。从试验验证情况来看,优化的气门定时大约降低高速段的油耗率4%,充气效率有所提高,但是幅度不大。