某型柴油机性能仿真与试验研究.pdf

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1、第1期2014年2月内燃机IntemalCombustionEnginesNo．1Feb．2014某型柴油机性能仿真与试验研究王正祥，徐浩，刘丕人，刘威，姜洪羽(河南柴油机重工有限责任公司，河南洛阳471039)摘要：以内燃机性能仿真软件GT—Power为平台，针对某型柴油机建立稳态计算模型，进行了工作过程模拟计算，通过台架试验数据与计算结果进行对比，验证了模型的正确性。此外，为使该柴油机的经济性得以充分发挥，在原机工作过程计算的基础上，分别更改了配气定时、喷油提前角及压缩比，分析并预测了以上参数对该柴油机性能的影响，为该柴油机今后的优化工

2、作奠定了一定的理论基础。关键词：内燃机；性能；仿真；试验中图分类号：TK427文献标识码：B文章编号：1000—6494(2014)01—0037—05hlV硎韵a伽衄Pe响ml锄恍Si删蛐锄db畔响mInt0f酬EIl咖WANGZhen野i锄g，XUHao，LIUPiren，UUWei，JIANGHongyll(HenanDieselEngineIndustryCo．，Ltd．，Luoyang471039，China)Abstmct：nisp印erbasedontakingtheICen舀neperfb珊ancesimulationsof

3、twareGT—Powerasapla怕珊，hadcompletedsimulatingmodel’insteadystateped．o珊ance，withworkingpmcesscalculationssimulating．ThmughcompaIingtestdatatocalculatedresults，simulatingmodelwaspmvedtobecorrect．Inaddition，inordertoreducethefuelconsumption，valvetiming，injectionadvanceandeaLsw

4、ellascompressionratioarech蚰gedonthebasisofsimulatingmodel．Andtheeff．ectsoftheseperfbmallceparameterswereanalyzedandpredicatedinthispaper，whichcouldpmvidethetheoreticalbasisforthefur【heroptimization．Kq7woHls：ICen西ne；perfbmance；simulation；experimentO前言1试验研究与分析U刖吾I诫瓤针艽匀万忻现阶段，

5、一些近海及内河流域的船舶市场出现了膨胀式需求，对主机主要集中在功率范围为300～2000kw的高速柴油机，目前此类柴油机仍以进口为主。根据国家对动力技术水平提升的需要，河南柴油机重工有限责任公司对234系列柴油机进行技术改进创新，实现了某型柴油机的自主研发，填补了国产装备在近海及内河流域应用的空白。柴油机的设计研发过程比较复杂，为了更好地对该柴油机的整机性能进行评估，我们利用GT—Power软件，对该柴油机进行了性能计算并做了试验校核。在此基础上，利用该模型，更改了配气定时、喷油提前角及压缩比，分析并预测了其对柴油机性能的影响。作者简介：王

6、正祥(1982一)，男，工程师，主要从事柴油机产品设计、生产工作。收稿日期：2013—09—231．1试验样机我们以某型柴油机作为研究对象，柴油机技术参数见表1。表1柴油机的主要技术参数项目参数型式气缸数缸径×冲程／(mm×mm)压缩比总排量／L标定功率，kW标定转速，(r·min。1)爆发压力，MPa强化指标V型、增压、直喷式、四冲程16132×1601535．03110721651620．161．2试验方案该柴油机主要作为船舶主推进动力，考虑到充分发挥该柴油机最大工作的能力，在规定的工况下按标准螺旋桨特性M=锄3运行，在试验台架上·38

7、·内燃机2014年2月测取了该机的平均有效压力、燃油消耗率及爆发压力等性能参数随转速或功率不同而变化的关系，用得出的试验数据对仿真模型进行了校核工作。对该柴油机除进行了螺旋桨特性外，还进行了不同转速下的负荷特性，根据试验结果绘制的万有特性曲线见图1，推进特性曲线分别绘出平均有效压力、功率和燃油消耗率。从图中可以看出燃油消耗率等值线的最低燃油消耗率为195g，皿W·h)。通过螺旋桨特性曲线可知，柴油机转速处于1600。2000r／min之间的区域时，柴油机处在最低油耗区域，说明该柴油机的经济区域较广，在中高负荷时有良好的经济性。转速／(r·m

8、in。1)图1万有特性曲线2建立仿真模型日山塞穴幽籁枢露1斗2．1工作过程计算的理论基础柴油机工作过程计算时，缸内工作过程选用零维模型；燃烧模型选用三韦伯函数模型；传热模型选择W