柴油机VGT相继增压系统技术研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文柴油机VGT相继增压系统技术研究硕士研究生：周鹏程指导教师：王银燕教授学科、专业：动力工程及工程热物理论文主审人：李晓波教授哈尔滨工程大学2018年3月分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文柴油机VGT相继增压系统技术研究硕士研究生：周鹏程指导教师：王银燕教授学位级别：工学硕士学科、专业：动力工程及工程热物理所在单位：动力与能源工程学院论文提交日期：2018年1月论文答辩日期：2018年3月学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertationfortheDegreeofM.E

2、ngTheResearchonVGTSequentialTurbochargingSystematicTechnologyofDieselCandidate:ZhouPengchengSupervisor:Prof.WangYinyanAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:PowerEngineeringandEngineeringThermophysicsDateofSubmission:Jan,2018DateofOralExamination:Mar,2018University:HarbinE

3、ngineeringUniversity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权

4、保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日摘要对于大功率船用柴油机，相继增压技术可以用来缓解柴油机与增压器匹配的矛盾，改善柴油机低速扭矩不足，提高柴油机部

5、分负荷经济性，扩大柴油机运行范围。而可变截面涡轮增压器（VGT）增压技术不仅可以提高柴油机的低速特性，而且能够改善柴油机的瞬态性能，强化柴油机的整体性能。为了综合相继增压技术和VGT增压技术的优势，本文以GT2566可变截面涡轮增压器（VGT）、J68增压器（2TC）和TBD234V12柴油机为研究对象。通过涡轮增压器性能试验，获取的增压器的流量特性和效率特性，建立了VGT相继增压柴油机模型，进行了相关的理论计算和分析研究。本文首先对GT2556的流量特性和效率特性进行试验研究，获得试验数据用于GT―Power发动机建模软件中涡轮增压器模型的建立，同时基于试验数据提出了

6、一种预测可变截面涡轮流量特性的方法。经试验验证，该流量特性的预测方法能够快速获得可变截面涡轮的流量特性。并具有较高的准确度。其次基于GT―Power软件建立了TBD234V12增压中冷柴油机的仿真模型，根据已有的试验数据验证原机的仿真模型。在此基础上将原机结构进行改造，建立了VGT相继增压柴油机模型，依据柴油机的标准螺旋桨特性，对涡轮增压器和柴油机进行性能匹配计算，并划分了柴油机的两种运行模式（1TC和2TC）的运行区间。同时研究了柴油机的1TC运行模式（GT2556可变截面涡轮增压器单独运行）和2TC运行模式（GT2556和J68两台增压器同时运行）对过量空气系数和空

7、气流量的调节特点，计算分析了1TC/2TC对柴油机经济性和动力性的影响效果。以经济性最优的原则，绘制出了最佳喷嘴环开度和最佳增压压力脉谱，为了后续建立VGT相继增压柴油机的瞬态仿真模型提供了数据基础。最后，对VGT相继增压柴油机的负荷特性和限制特性进行计算分析，研究了在不同工况下，柴油机采用VGT相继增压系统后，其主要性能参数的改善程度。根据不同工况的计算数据，结合限制特性，绘制出了VGT相继增压柴油机的万有特性曲线，并于原机的万有特性进行对比。结果表明，VGT相继增压柴油机的运行范围明显扩大，低油耗区分布区域广，标准螺旋桨特性曲线穿过低