基于AVL-BOOST的船用中速柴油机性能优化.pdf

《基于AVL-BOOST的船用中速柴油机性能优化.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、InternalCombustionEngine&Parts·37·基于AVL—BOOST的船用中速柴油机性能优化ThePropertyOptimizationofMedium—-speedMarineDieselEngineBasedonAVL——BOOST张文孝ZHANGWen—xiao(大连海洋大学机械与动力工程学院，大连116023)(MechanicalandPowerEngineeringCollegeofDalianOceanUniversity，Dalian116023，China)摘要：本

2、文以6300型船用中速柴油机为例，基于AVL—BOOST软件对其性能进行了优化研究。通过建立的工作过程仿真模型，分别计算分析了三种载荷下的燃烧起始角和燃烧持续期对柴油机性能的影响，优化出燃烧起始角和燃烧持续期的最佳范围。研究结果表明：优化后的柴油机和原机相比在动力性、经济性及排放性方面得到了一定程度的改善，为柴油机性能的进一步提高和优化设计指明了方向。Abstract：The6300medium——speedmarinedieselengineisoptimizedbasedontheAVLBOOSTsof

3、tware．ItsworkingprocesssimulationmodelwasbuiltupandtheinfluenceofburningstartangleandcombustiondurationondieseFsperformancewasanalyzedunderthreeloadingconditions．Theoptimalvaluerangeofburningstartangleandcombustiondurationwasobtained．Theresearchresultsshow

4、thatpower，economyandemissioncharacteristicshavebeenimprovedtosomeextent．ThedirectionispointedoutforthefurtherimprovementperformanceandoptimizationdesignofthedieselengiBe．关键词：船用柴油机；AvL-B00sT；燃烧起始角；燃烧持续期；优化Keywords：marinedieselengine；AVL-BOOST；burningstartan

5、gle；combustionduration；optimization0引言柴油机的工作过程涉及到气体流动、涡轮增压、喷油、燃烧、传热与传质以及化学反应动力学等多种物理以及化学的过程㈣，同时，柴油机的工作过程还影响到动力性、经济性、运转性(振动噪声和排放性)、可靠性和耐久性等。因此，对柴油机工作过程的研究尤为重要。目前对柴油机工作过程研究的方法一般分为实验法和数值模拟仿真法两种，其中传统的实验研究方法由于周期长、投资高、难度大等缺点而越来越少的被采用，取而代之的是数值模拟仿真法。这种方法一般是借助于一些数值

6、模拟仿真软件对发动机的主要性能指标进行分析计算和预测，同时可以分析一些重要的结构参数对发动机性能是如何影响的，这就为内燃机的设计方案论证及优化、性能预测和样机的研制改进指明了方向、提供了理论依据删。AVLBOOST是一个为建立整台发动机的模型而开发的一套模拟程序，可以模拟包括燃烧在内的发动机所有循环和进排气系统的特性。它的功用包括：设计方案优化、气门正时优化、增压系统优化、零部件设计优化、热力学过程分析和瞬态性能评价等方面嘲。本文借助于AVLBOOST软件，建立6300型船用中速四冲程柴油机工作过程仿真模型

7、，在此基础上计算和分析燃烧起始角和燃烧持续期对柴油机性能的影响，并对其进行优化研究，从而为柴油机性能的进一步提高和优化设计指明方向。1建立6300型柴油机仿真模型6300型柴油机的主要技术参数如下：柴油机类型为直列、排气涡轮增压、四冲程，工作行程为380mm，标定转速为500r／min，标定功率为550kW，燃油消耗率为217(g／kW·h)，着火顺序为1—5—3—6—2—4。借助于AVE—BOOST软件所建立的6300型柴油机仿真模型如图1所示。其中，SBl和SB2是系统边界，TCl为排气涡轮增压器，C0

8、1为中冷器，PLl为进气总管，PL2和PL3为两个排气歧管，9是压气机前进气管，1是中冷器前进气管，8为中冷器后排气管，c1一C6为汽缸，2—7为汽缸进气管，10一15为汽缸排气管，MPl一MPll为定义的测量点。通过这些测量点，可以计算这些点处的气体状态，然后将实验值和模拟值进行比较以便作为研究的依据。图1仿真模型为了验证所搭建的仿真模型的可靠性，对6300柴油机进行了负荷特性的试验和模拟计算。试验和计算结果如