柴油機(jī)熱平衡數(shù)值仿真與試驗(yàn)研究.pdf

1、發(fā)動(dòng)機(jī)熱平衡研究是缸內(nèi)傳熱研究的重要組成部分。所謂熱平衡就是分析不同工況下燃油燃燒釋放出的總熱量分配到有效功率等各部分熱量的情況。它是從系統(tǒng)集成的角度分析發(fā)動(dòng)機(jī)中的能量轉(zhuǎn)換與流動(dòng)傳熱過程，使發(fā)動(dòng)機(jī)的各個(gè)系統(tǒng)(如進(jìn)排氣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng))與發(fā)動(dòng)機(jī)匹配最優(yōu)化，最大程度地提高發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率。目前，發(fā)動(dòng)機(jī)熱平衡的主要研究方法有仿真與試驗(yàn)兩種方法。一方面，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，仿真研究可以在虛擬的環(huán)境中對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行熱平衡分析，降低產(chǎn)品

2、的研發(fā)成本，縮短產(chǎn)品的設(shè)計(jì)周期。另一方面，現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)水平的發(fā)展使試驗(yàn)研究可以獲得更為準(zhǔn)確的測(cè)量參數(shù)，為仿真研究提供可靠的依據(jù)。本文嘗試采用AVL BOOST軟件進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)的熱平衡仿真研究，為熱平衡的仿真研究提供了一種新的方法與途徑。通過熱平衡試驗(yàn)驗(yàn)證了仿真結(jié)果的可靠性，證明了采用該方法進(jìn)行熱平衡仿真研究的可行性。 本文完成的主要工作有： 1.建立熱平衡仿真的缸內(nèi)工作過程模型和一維氣體非定常的流動(dòng)模型。確定燃燒放熱模型、

3、缸壁傳熱模型以及邊界條件的處理方法。 2．在AVL BOOST軟件中建立了WD615型(162kW)柴油機(jī)的仿真模型，分析模型中氣缸、管道、渦輪增壓器、測(cè)點(diǎn)位置、系統(tǒng)邊界等參數(shù)的設(shè)置方法。并對(duì)WD615型(162kW)柴油機(jī)進(jìn)行了外特性與負(fù)荷特性的熱平衡仿真計(jì)算，分析外特性與負(fù)荷特性下，各部分熱量的分配情況。 3．利用發(fā)動(dòng)機(jī)熱平衡測(cè)試系統(tǒng)對(duì)仿真機(jī)型進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。比較仿真結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果的差異，驗(yàn)證了用AVLBOOST軟件進(jìn)