大小渦輪相繼增壓柴油機穩(wěn)態(tài)性能分析.pdf

1、提高柴油機升功率最有效的手段之一是提高增壓壓力，但隨著高壓比、高效率渦輪增壓器的采用，增壓器與柴油機的匹配矛盾更加突出。渦輪增壓器不能滿足柴油機全工況運行的需要，使部分負荷扭矩不足，熱負荷增大。為了改善柴油機的部分負荷性能，使其更好地滿足作為船用主機的性能要求，本文提出以TBD234V12柴油機為基礎(chǔ)，研究船用V型柴油機采用大小渦輪相繼增壓，實現(xiàn)三區(qū)增壓的可行性。 首先建立增壓柴油機各個子系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，采用零維模型建立了缸內(nèi)工

2、作過程的計算模型；采用一維非定常流動模型對進、排氣管中的氣體流動進行建模，并且使用有限容積法離散了偏微分控制方程；根據(jù)廢氣渦輪增壓器的平衡條件，建立了廢氣渦輪增壓器的數(shù)學(xué)模型。 其次應(yīng)用GT—Power仿真軟件建立了柴油機的穩(wěn)態(tài)常規(guī)增壓模擬計算模型，通過柴油機常規(guī)增壓的試驗數(shù)據(jù)對模型進行了校核，并且對該型機按N=Cn3螺旋槳特性進行了多組大小渦輪增壓器的匹配研究，增壓器選取Garrett公司的T系列渦輪增壓器，根據(jù)柴油機在壓氣機

3、特性圖上的匹配運行線以及按螺旋槳運行時柴油機的性能參數(shù)選出了較佳的增壓器。 最后，對采用大小渦輪相繼增壓系統(tǒng)的TBD234V12柴油機進行負荷特性以及限制特性的仿真計算，研究柴油機采用小增壓器工作，大增壓器工作，以及兩臺增壓器同時工作時的扭矩，功率，油耗等性能參數(shù)的變化，并且在兩者的基礎(chǔ)上繪制出了柴油機處于這三種工作狀態(tài)下的萬有特性曲線。結(jié)果表明，采用大小渦輪相繼增壓系統(tǒng)后，功率范圍擴大，低油耗區(qū)擴大，在764r/min～150