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柴油机作为效率最高的动力机械,现目前已经得到广泛的应用。而加装了涡轮增压器后的柴油机不仅效率得到大幅提高同时油耗下降、排放性能也得到改善,更加符合环保理念。涡轮增压器现目前正在向两个方向发展:一方面是朝着汽油机及小功率柴油机方向,另一方面就是向高增压、超高增压的方向发展。随着计算机辅机技术的发展,可以建立发动机与增压系统的匹配模型,通过数值模拟的方法不仅节约成本缩短研究周期还能得到实验法无法得到的数据结果。而且会随着认识的深入使得仿真模型更加的完善,应用也更加的广泛。论文的主要研究工作如下:
(1)首先简单介绍了涡轮增压柴油机,包括增压原理和发展状况等;其次是关于涡轮增压器与柴油机的匹配计算的问题,包括涡轮机与发动机、压气机与发动机、涡轮机与压气机三个方面;最后是柴油机工作过程模拟计算方面,包括建立缸内燃烧模型、换气过程模型、进出口质量流量模型、传热模型、中冷器、涡轮增压器与管道模型等。
(2)本文采用奥地利AVL公司的BOOST软件对N330柴油机工作过程进行仿真计算。建立N330柴油机数值模型,以有效功率、转矩、平均有效压力、燃油消耗率、涡前排温等作为主要性能评定指标,选择最佳增压器与发动机的匹配方案,使得各项参数均达到所需要求。
本课题主要是仿真研究,利用AVL-BOOST建立模型,根据需要得到仿真的结果,选定方案,在此基础上再进行后期的改进与优化。这样在一定程度上压缩了匹配选型的成本,提高了工作效率。