舰船用柴油机燃烧放热规律数值分析方法.pdf

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1、第47卷第1期船海工程Vol.47No.12018年2月SHIP&OCEANENGINEERINGFeb.2018DOI：10.3963/j.issn.1671-7953.2018.01.015舰船用柴油机燃烧放热规律数值分析方法杨昆，范焕羽，欧阳光耀(海军工程大学动力工程学院，武汉430033)摘要:为寻找一种在舰船环境下简单快捷、准确地确定柴油机燃烧规律的方法，通过测取进气歧管的压力和温度来确定进气压力零线，使用并对比两种数值计算方法的准确性，针对实船条件用编码器触发采集的问题，使用齿轮脉冲信号对曲轴转角进行标定。实验结果表明，通过进气压力和温标可以代替进气流量计来近似估计

2、循$在确定柴油规积分准确;在便使用编码器进行缸内压力采，用齿轮脉冲信替。关键词：过程;示功图;进气$脉分;示功图修正中图分类号：U664.121文献标志码：A文章编号：1671-7953(2018)01-0065-06对于柴油机或汽油机的分析，多用专业表$传感器的分析仪来完成，但分析昂贵，名称型程压作过程固化，且在舰船，由于空间限制和缸压传感器ETL-CS-1900〜259x105Pa0.15%齿轮信号CZX-011电n1QC设备性等，直测必须。0〜18.5V传感器传器找一种便捷的确定柴油规律的码器SY-ES40-DA7200〜5V方法，以潍柴WD615油对象，针对影述传感器外

3、，还在进气管处安恒压素进行数据修正，使用种常用的放热箱气流量计以及油耗测试通道。以来获取规律的数值方法，与AVLBOOST软件的计算结果试验机运行的其余相关。进行对比；针对实测条件便使用编码器!$示功图的的，使用轮信号做转角信号处理，以获用码器作为采集卡的外部信准确的示功图放热规律。，使用NIPXID472采卡对缸压信止点信号进行同步外触发采样。采集系统组成见图1。1试验台架介绍!1试验机介绍实测潍柴WD615的运行。主要参数见表1。所用传感器相关参数见表2。表1WD615主要参数型号WD615.63缸126mm行程130mm压比16:1发火顺序1-5-3-6-2-4定功()1

4、20kW(1500r/min)最大转矩（转速）1160N+m(1300r/min)图1采集系统2根据实测示功图计算放热率收稿日期:2017-05-18修回日期:2017-06-27基于热力学第一定律，采用零模型，根基金项目：国家自然科学基金(51409254)据气缸内的守恒方程进行放热率计算[2]第一作者：（1981—），，博士，副教dCe_d^+dK+dCj研究方向:舰船动力系统的建模、仿真与优化d*_d*d*d*652018$船海工程杨昆，等:舰船用柴油机燃烧放热规律数值分析方法第1期第47卷1500-X10-5方程（1)的物理含义是:气缸内燃烧放热率0IU51/5S-多数

5、据计算久等于气缸内工质的内能^变化率、作功量Kw/lf变化率及散热量Cw变化率的总和。FJ呜蓉2.1差商法计算燃烧放热率-s垣:流量计结果2.1.1内能变化量-E垣(U=McvT-M&T&%2)-100-50050100-100-50050100曲轴转角/(°)CA曲轴转角/(°)CA式中:5、5&为某瞬时、压缩始点缸内工质物质的a)瞬时缸内温度b)瞬时工质量;C、c为某瞬时、压缩始点缸内工质的平均比热图2瞬时缸内温度和瞬时工质的量对比定容;T、T&为某瞬时、压缩始点缸内工质的温度。根据实测数据，在标定转速下选择当前功率式(2)中如何确定工质的物质的量和工质的与标定功率百分比值

6、，并计算通过进气流量计所温度是确定工质内能变化量的关键。常用的方法确定的循环充量与通过进气温度和压力所确定的是根据空气进气流量、循环喷油量和燃烧时刻过循环充量误差百分比。对两组数据进行曲线拟量空气系数来确定，但在实际舰船环境下，由于空合。对比多种拟合结果，线性插值结果最好。所间限制，通常不便安装体型巨大的恒压箱以及进得到的拟合方程为气流量计等设备，因此进气流量往往无法直接取/(/)=1.918x[sin(/-")-得。为解决此问题，在测试气缸进气歧管处安装0.09542x(/-102+9.571)](3)了温度传感器和压力变送器。气缸内绝对压力的式中:/为当前功率与标定功率百分

7、比；/(/)为循标定利用进气管压力完成。进气门关闭时的缸内环充量误差。实测标定工况下的数据，见表4。温度，可由公式T&=316+0.86($-273)获得。根据方程(3)计算修正量为22.8，根据误式中$为进气温度[3]。根据所测得数据，得到进差修正后循环充量为8.1547x10_5km5,与真实气阀关闭时的气体压力2、T〇。根据气缸的结构值误差为1.02。数据得到进气门关闭时的体积％，再由气体状态表4标定工况（1500r/min120kW)下进气充量方程T=/2/MM?得到进气门关闭时