船用柴油机热力学与动力学联合仿真研究.pdf

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1、第26卷第2期系统仿真学报◎Vbl_26NO．22014年2月JournalofSystemSimulationFeb．，2014船用柴油机热力学与动力学联合仿真研究肖民，韩现鹏(江苏科技大学能源与动力工程学院，镇江2120031摘要：柴油机作为一种热力学过程与运动学、动力学过程同时存在的动力机械，单领域的仿真无法全面的反映柴油机的整体性能。从二者联合的角度对柴油机进行分析，以6L21／31型中速柴油机为磺甓对象，通过设计数据接口和联合仿真自动控翩程序．实现7基于AVL-BOOST的热力学算算和l基于ADAMS的曲朽连杆祝枸

2、运动、动力学算才的舍勿算，为柴油机性能的仿真提供了一种新的方法。关键词：热力学；动力学；联合仿真；数据接1：2中图分类号：TP．391．9文献标识码：A文章编号：1004．731X(2014102—0236．07ResearchonCo—simulationofThermodynamicsandDynamicAnalysisofMarineDieselEngineXIAOMin，HANXian-peng(SchoolofEnergyandPowerEngineering，JiangsuUniversityofSciencea

3、ndTechnology,Zhenjiang212003，China)Abstract：Thethermodynamicsanddynamicsprocessareincludedintheworkingprocessofdieselengines．Asaresult，thetotalcharacterofthedieselenginescannotbecomprehensivelydescribedbyoneofthem．TheMAN．6L21／3lmiddlespeeddieselenginewastakenasares

4、earchobject．andtheperf~Irmancewasresearchedfromtheangleofcombination．Thededicateddata—interfaceandautomaticallyrun—controlproceduresbetweenAVL-BOOSTandADAMSprogramsweredesignedusingMATLABthentheCO．simulationofthermod)，namicsbasedonAvL．BooSTanddynamicanalysisforcran

5、kshaft-connectingrodsystembasedonADAMSwascompleted,supplyinganewmethodforperformancesimulationofdiese1．Keywords：thermodynamics；dynamics；combinedsimulation；datainterface；引言分析，那么就可以从改善热力学过程和强化构件两个方面来对柴油机进行优化，从而提高柴油机的可靠性，降低成柴油机在使用过程中或多或少总会出现活塞开裂，活本。塞销失效，连杆螺栓断裂，曲轴出现裂纹等

6、故障，其主要从仿真方法上讲，柴油机缸内工作过程的热力学仿真原因在于柴油机的运动部件在运行过程中要承受很大的交可以为运动部件动力学仿真提供必要的边界条件，在利用变机械载荷，在机械载荷过大时就会造成构件应力失效，ADAMS对柴油机曲柄连杆机构进行动力学分析时，缸内同时，在长期运行时也会出现疲劳失效。按照机械动力学气体压力载荷的获取基本上是采用实测或理论计算的两种理论去分析，失效的原因在于构件自身的强度不够_lI2]，而方法，前者在在物理样机生产出来的情况下才能进行，或实际上，运动构件所承受的载荷都源于柴油机内部的热力者用同类型的

7、其他机型的数据近似替代：后者在计算时采学过程，如果能从热力学过程和动力学过程联合的角度去用了大量的假设[3]。在缸内热力学过程仿真技术日臻成熟的情况下，利用缸内热力学过程仿真来获得此数据显然更收稿日期：2012．09．21修回日期：2013—02—21为精确和实用。作者简介：肖民(1969-)，女，湖北沙市人，教授，研究方向为船舶动力机械、轮机设备和系统的性能优化与计算机仿真。http：／／www．china—simulation．corn·236·第26卷第2期、b1．26NO．22014年2月肖民，等：船用柴油机热力学与

8、动力学联合仿真研究Feb．．2014目前对f柴油机性能的多领域联合仿真研究主要是机PL2为排气总管：1个中冷器：COl；1个废气涡轮增器：械与控制、机械与液压、机械与电子等方面的结合【】，对TC1；6个气缸：C1．C6：17根连接管道：PIPE1．17，其中于其热力学过程与动力学过程的联合