六缸柴油机不同工况仿真研究.pdf

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1、第5期2014年10月内燃机InternalCombustionEnginesNo．50ct．2014六缸柴油机不同工况仿真研究潘翠丽，苏铁熊。刘波，许俊峰(中北大学机械与动力f：程学院，LLJ西太原030051)摘要：采用AVLBOOST软件，建立了某六缸柴油机工作循环的计算模型，模拟柴油机的实际工作过程，模拟了不同燃烧起始角和不同负荷下柴油机的性能。计算结果表明模型是正确的．结果是可靠的。关键词：柴油机；仿真；燃烧起始角；负荷中图分类号：TK422文献标识码：A文章编号：1000—6494(2014)05—0010—03ResearchonMath

2、ematicalSimulationoftheSix-cylinderDieselEngineinDifferentWorkingConditionsPANCuili，suTiexiong，LIUBo，XUJunfeng(SchoolofMechanicalandPowerEngineering，NorthUniversity，Taiyuan030051，China)Abstract：TheperformanceoftheSix-cylinderdieselengineiscalculatedbyAVLBOOSTsoftware．Auniquemath

3、ematicalmodelisestablishedforit．TheresultsindicatethatthemodelispropertoMathematicalSimulationoftheengine．Thepapersimulatestheperformanceofthedieselengineunderthedifferentcombustionstartingangleanddifferentload．Keywords：dieselen西ne；simulationcombustion；startingangleload0前言AVLBOO

4、ST软件可以对内燃机热力循环过程进行模拟计算，它通过建立发动机模型模拟发动机所有循环及进排气系统的特性。我们利用该软件对某六缸柴油机的工作过程进行模拟计算，并以实验数据为依据验证所建模型的正确性，然后分析燃烧起始角和不同负荷下对柴油机性能的影响。1柴油机工作过程的数学模型1．1基本假设发动机气缸内的工作过程是包括物理、化学、流动、传热等的复杂过程，将气缸作为一个热力系统，由活塞顶、气缸盖及气缸套组成系统边界。为了简化计算，作如下基本假设⋯：a．气缸内工质是均匀的，即同一瞬时，气缸内温度、压力和浓度各处相同，而且在进气时由系统边界进入气缸的空气与气缸内残

5、余废气很快混合。作者简介：潘翠丽(1987一)，女．硕士研究生，从事动力机械结构强度与动态设计技术的研究。收稿日期：2014—04—15b．工质为理想气体，其比热、内能仅与气体的温度和气体的成分有关系。c．气体进出气缸的过程看作准稳定流动，并不考虑流人流出时的动能。d．不考虑进气系统内压力和温度波动造成的影响。e．缸内工质在工作过程中没有任何泄漏。由上述假设，可以用三个基本参数(P，T及m)表示气缸内工质状态，用能量方程、质量守恒方程以及状态方程把整个工作过程联系在一起。1．2燃烧模型AVLBOOST提供了多种燃烧模型，如Vibe，DoubleVibe

6、等。实践证明利用Vibe公式建立柴油机的量化燃烧模型是可行的”】，因此我们采用Vibe函数模拟燃烧放热率。柴油机的Vibe燃烧放热规律为：等c等№-6．098(tp”-q’,)”。(1)傩嗍9矗鲫蛔一Q一=～．一～一卜皇却出桀，●●●●●●●●，(●●●●●●●【第5期潘翠丽，等：六缸柴油机不同工况仿真研究式中，m为燃料品质指数，妒为曲轴瞬时转角，仇为燃烧起始角，仍为燃烧持续角，Q为燃料燃烧时放出的总热量，工是燃料燃烧百分数。1．3传热模型由气缸盖燃烧室表面、活塞顶面和气缸套湿周表面组成气缸周壁。气缸内的炽热气体通过气缸周壁向冷却液传热。根据工质对气缸

7、周壁面瞬时平均换热系数口。和壁面平均温度乃，可以计算出缸内工质对气缸周壁的散热率：鲁：主訾：∑3咚一dr-L)(2)d妒一厶d口一厶“g“‘、‘7式中，口。为瞬时平均换热系数；A为换热面积；T为气缸内瞬时温度；咒为壁面的平均温度；f=1，2，3分别表示气缸盖、活塞和气缸套。式(2)除了合理选择％，瓦：，％外，最重要的是瞬时平均换热系数理。，它的影响因素多，计算公式也多。但Woschni公式中传热主要是对流传热，并将辐射传热和燃烧对传热的加强作用合成一项，而且目前它已为许多人接受并为一系列算例所证实⋯。在内燃机工作过程模拟中，目前国内外多用Woschni

8、公式，因此本研究采用适用范围较广泛的Woschni(1970年)公式，其形式为：口g=2．06