某型高速柴油机两级相继增压系统设计技术研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：专业硕士学位论文（工程硕士）某型高速柴油机两级相继增压系统设计技术研究硕士研究生：袁帅指导教师：王银燕教授学科、专业：动力工程论文主审人：李晓波教授哈尔滨工程大学2018年6月分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文某型高速柴油机两级相继增压系统设计技术研究硕士研究生：袁帅指导教师：王银燕教授学位级别：工学硕士学科、专业：动力工程所在单位：动力与能源工程学院论文提交日期：2018年5月论文答辩日期：2018年6月学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertationfortheDegreeofM.EngDesi

2、gnandresearchoftwo-stagesequentialturbochargingsystemforahighspeeddieselEngineCandidate:YuanShuaiSupervisor:Prof.WangYinyanAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:PowerEngineeringDateofSubmission:May,2018DateofOralExamination:Jun,2018University:HarbinEngineeringUniversity哈尔滨工程大学学位论

3、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

4、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：年月日年月日摘要涡轮增压技术因其显著提高进气流量，改善燃烧，提高经济性，降低排放而被广泛应用于提高柴油机性能，然而由于工作形式不同使传统增压系统难以兼顾柴油机全部负荷工况。相继增压技术可以有效解决低负荷下柴油机与增压

5、器匹配矛盾，提高了非设计匹配工况的性能，拓宽了柴油机运行范围；两级增压技术能大幅提高增压比。为发挥两级增压与相继增压技术的优势，本文基于某型高速船用柴油机建立了两级相继增压柴油机一维仿真模型，确定了不同运转特性下1TC（仅基本增压器投入工作）/2TC（基本增压器与受控增压器均投入工作）切换工况，并进行了瞬态过程仿真计算，最终确定了控制策略。具体内容如下：（1）基于GT-power软件建立了柴油机一维稳态仿真模型，并进行了原机负荷特性试验，并完成模型校准。在此基础上将原机增压系统改为两级相继增压系统，并高、低压级增压器的选型匹配，确定增压器型号；设计两级相继增柴油机试验台管路布置方案。（

6、2）基于两级相继增压柴油机模型计算稳态工况下万有特性和推进特性下柴油机性能，结果表明，柴油机在匹配了两级相继增压系统后，与原机相比，进气压力与空燃比大幅提高，在全工况范围内燃油消耗率降低，并根据经济性最佳原则确定了不同运转特性1TC/2TC的切换边界工况。（3）应用Matlab/Simulink与GT-power软件耦合建立了两级相继增压柴油机一维瞬态仿真模型，进行了推进特性下受控增压器切入/切出瞬态过程计算，以及万有特性下跨切换边界的突加减载荷的瞬态过程计算，分析了不同的燃气阀、空气阀的启闭时间间隔对柴油机瞬态性能的影响，确定两种运行特性下受控增压器切入、切出最佳控制策略。（4）在两

7、级相继增压柴油机一维稳态模型基础上，以最大机械负荷为限制条件，进行了可调两级相继增压系统与柴油机匹配研究，并以经济性最佳为原则，确定可调两级相继增压高压级涡轮旁通阀的控制策略。关键词：柴油机；两级相继增压系统；稳态性能；瞬态性能；仿真AbstractExhaustturbochargingwaswidelyusedasatechniquetoimprovedieselengineperformance，becauseitcouldimprove