涡轮增压柴油机图形化循环模拟技术研究

针对涡轮增压柴油机循环模拟技术存在的突出问题,从通用性和实用化的角度出发,开发了一套通用性很强的涡轮增压柴油机循环模拟程序.文中较详细地介绍了系统建模、程序设计和用户界面设计各阶段所采用的关键技术.     

浅谈内燃机工作过程的数值计算

介绍了循环模拟计算的基本理论，SimDiesel软件的使用。为了掌握涡轮增压柴油机各种结构参数、热力参数和运转参数对内燃机性能的影响，以及各参数之间的关系，本文还对D6114型涡轮增压柴油机进行循环模拟计算。     

涡轮增压柴油机瞬态特性的改善

1 涡轮增压柴油机瞬态特性分析 涡轮增压柴油机瞬态特性问题从20世纪60年代后期就已经引起关注,人们发现涡轮增压柴油机不能像非增压柴油机那样很快地响应负荷和速度的突然变化,而今随着柴油机的增压程度进一步提高,瞬态特性愈加恶化,使得涡轮增压柴油机在一些场合的应用中产生了困难,主要有:     

涡轮增压柴油机循环模拟程序模块化结构的设计与实现

对涡轮增压柴油机循环模拟程序模块化结构的设计与实现进行了详细的研究和论述。程序的总体设计思想和结构体系充分体现了全开放式的模块化框架；文中提出的涡轮增压柴油机系统的描述方法和计算模型符号系统最终保证了组合式模块化结构的实现。     

涡轮增压柴油机循环模拟程序模块化结构的设计与实现

对涡轮增压柴油机循环模拟程序模块化结构的设计与实现进行了详细的研究和论述.程序的总体设计思想和结构体系充分体现了全开放式的模块化框架;文中提出的涡轮增压柴油机系统的描述方法和计算模型符号系统最终保证了组合式模块化结构的实现.     

涡轮增压柴油机在脉冲负载下的瞬态特性仿真与试验研究

基于管内一维非定常流动和缸内容积法,搭建了废气涡轮增压柴油机仿真平台,其中包括气缸模型、进排气管路模型、涡轮增压模型、中冷器模型及喷油控制模型。进行了脉冲负载下废气涡轮增压柴油机瞬态工作过程模拟计算,结果显示,仿真值与试验数据有较好的一致性。同时,得到了涡轮增压柴油机在脉冲负载下的瞬态工作特性,并提出了一些脉冲负载下改进涡轮增压器和柴油机匹配的措施。     

舰船柴油机的模块化建模与仿真

在柴燃联合动力装置半物理仿真平台的研究中，要求建立的柴油机模型能够较准确地反映瞬态过程中各主要参数的变化，满足进行实时仿真对模型的要求，同时具有通用性，以提高仿真模型的重复利用率。使用容积法建立涡轮增压柴油机模型，可以避免准稳态法中流量和压力关系的迭代计算，同时对计算量的要求又在合理的范围内。在大型系统仿真软件Easy5的支持下，采用了模块化的建模和仿真方法，利用已建立的舰船柴油机的模块库，可以连接组合模块建立各种配置的舰船柴油机模型。作为应用实例，建立了相继增压柴油机模型，并进行动态仿真。     

可变截面涡轮增压瞬态性能仿真研究

为研究可变截面涡轮喷嘴开度对发动机的性能影响,建立GT-power和MATLB/Simulink联合仿真模型。采用GT-power软件建立的TBD234V12可变截面涡轮增压柴油机仿真模型研究发动机稳态性能,联合MATLB/Simulink软件建立的可变截面涡轮增压柴油机控制模型,对发动机瞬态性能进行仿真计算。结果表明:在发动机瞬态工况下,可变截面涡轮增压系统可以明显改善常规增压柴油机的动力性、经济性和动态响应特性,并且有效降低增压柴油机的时滞性,涡轮迟滞时间的降幅约为30%。     

涡轮增压柴油机水下工况的研究

通过建立的将涡轮增压柴油机改装为水下工况的试验台架,在工作过程模拟,优化计算的基础上,对柴油机参数进行了优化,验证,完成了涡轮增压柴油机的水下工况改装研究。     

采用电子控制系统的涡轮增压柴油机的模拟研究

通过对涡轮增压柴油机变工况性能的模拟计算，确定了采用相继增压的柴油机增压器的切换点，及可变增压空气加热及冷却规律，并在自行研制的数学式电子调速系统上开发了模拟ＭＴＵ５９５系列柴油机的ＥＣＳ系统。     

相继增压柴油机准稳态建模及仿真研究

介绍了基于增压柴油机各个部分的稳态特性、基本的动力学和热力学方程、稳态试验数据和经验公式的相继增压柴油机准稳态数学模型的建立方法。文中，依次介绍了柴油机各个部件的模型：调速器模型、柴油机本体模型、压气机模型、涡轮模型和增压器本体模型、中冷器模型，并将它们综合成柴油机整体模型，即相继增压柴油机准稳态模型，并利用柴油机的试验数据，对该数学模型进行了校验。     

再论船舶柴油机的喘振

本文对纯涡轮增压二冲程柴油机增压系统各环节进行分析，建立了由孔板组成的通流能力当量系统。指出：任一环节前气体温度升高均会造成该环节的质量流量通流能力减小；涡轮是纯涡轮增压二冲程柴油机增压系统的“瓶颈“处，其中喷咀环压降又比叶轮的大，它们质量流量通流能力变小往往是引起喘振的直接原因；空气冷却器污阻对质量流量通流能力的影响是双重的，也应特别关注。     

16VPA6STC柴油机改用MIXPC涡轮增压系统研究

介绍了最新开发的1＋2MIXPC涡轮增压系统及其排气管系的结构。该系统应用于16VPA6STC船用中速机上、代替原MPC增压系统。性能模拟和试验结果表明，只要能合理选择MIXPC涡轮增压系统排气管系的结构参数，即可保证各气缸头排温差不超标，还可以使气缸头及涡轮前排温降低，同时使油耗率下降。因此，16VPA6STC柴油机改用1＋2MIXPC涡轮增压系统代替原MPC增压系统是成功的。     

二次进气预膨胀涡轮增压系统

文中介绍了二次进气预膨胀涡轮增压系统，该系统能降低燃油消耗率、机械负荷和热负荷，曾在6PA6L280柴油机上进行了性能模拟及试验研究，试验结果与理论预测很一致。若涡轮增压器总效率大于65％时，该系统能回收剩余废气功而不用动力涡轮，在结构上也大大简化，可减少不用动力涡轮系统的附加投资。为了验证这一特性，对6MANL58／64柴油机进行了模拟计算，与一般增压系统比较，结果令人鼓舞。     

过量空气系数α在船用增压柴油机中的作用和意义

通过对船用低速废气涡轮增压柴油机过量空气系数α的论述，讨论了过量空气系数α在今天大型低速柴油机上的作用和意义，提出了在柴油机运行管理中保持过量空气参数α值最大的基本准则这个新的概念。并且对当前国内外在船用增压柴油机方面的一些先进技术和措施进行了探讨。     

船舶柴油机注汽涡轮增压系统

为了改善涡轮增压柴油机在低工况运行时,会出现增压压力不足、燃烧过量空气系数小和废气排温较高等固有特性,提出了一种利用增压器废气余热产生水蒸汽,并注入涡轮来提高增压器的压比和空气量的新方法。这种新方法可以改善涡轮增压器与柴油机的匹配,从而可提高柴油机的性能。试验结果证实了该方法的有效性。     

增压柴油机高工况放气的模糊控制研究

本文介绍了模糊控制器的基本原理,设计了在柴油机上应用模糊控制的系统,研究了增压柴油机高工况泄放增压空气的模糊控制方法,并在 B6135-ZG20涡轮增压柴油机上实现了模糊控制的实机试验。     

大功率高增压柴油机MIXPC-Scaby增压系统的研究

提出了一种适用于大功率四冲程高增压柴油机的混合式脉冲转换与扫气旁通相结合的涡轮增压系统,简称MIXPC-Scaby系统,该系统可以克服扫气干扰、降低燃油消耗率和改善低工况性能及加速加载性能,由于缸内实现低速循环,还可以降低最大爆发压力和NOx排放。     

废气蜗轮增压器故障分析与应急处理

船舶柴油机的增压系统中，废气涡轮增压器是应用最广的一种。废气涡轮增压器是一种利用柴油机废气能量带动涡轮增压器，使进入气缸的空气压力增大增加功率的输出，可节约金属材料，降低制造成本，因此涡轮增压器是集节能、环保、节材为一体的高技术产品，目前在柴油机上被广泛采用。     

涡轮增压器与柴油机全转速范围内联合运行关系模型

建立涡轮增压柴油机部分转速的增压压比和最高转速的增压压比的关系模型。对模型求解,得到表征两个压比的比值随柴油机转速、最高转速的压比变化的MAP图。与某型柴油机实验结果的对比表明,该模型可以较准确地预测两个压比之间的关系。模型还给出获得同样的增压压比时,低速和高速之间匹配的涡轮当量面积的关系。