防爆柴油機進氣系統(tǒng)氣體流動特性研究及優(yōu)化.pdf

1、以防爆柴油機為動力的礦井運輸牽引車具有安全、靈活等特點，在國內(nèi)外許多煤礦和其它采礦業(yè)中應(yīng)用較為廣泛。但防爆柴油機的進氣防爆輔助裝置增加了柴油機的進氣阻力，導致柴油機充氣效率下降，殘余廢氣系數(shù)增大，燃燒和排放惡化，動力性和經(jīng)濟性下降。利用仿真軟件對防爆柴油機的進氣系統(tǒng)進行氣體流動分析，可以縮短研究周期，降低研究成本，對防爆柴油機進氣系統(tǒng)的優(yōu)化具有重要意義。 本文利用臺架試驗，對分別安裝進氣防爆輔助裝置與排氣防爆輔助裝置的4105柴

2、油機進行了研究，通過對柴油機萬有特性及外特性的分析，研究了進排氣防爆輔助裝置對柴油機的功率、轉(zhuǎn)矩及燃油消耗率所造成的影響。結(jié)果表明，柴油機進氣防爆輔助裝置對其動力性及經(jīng)濟性的影響大于排氣防爆輔助裝置對其造成的影響。因此，選用防爆柴油機的進氣系統(tǒng)進行研究具有一定的代表性。 以實驗測得的壓力、溫度等數(shù)據(jù)為邊界條件，利用FLUENT軟件對進氣防爆柵欄內(nèi)部氣體流動進行了計算分析，并根據(jù)模擬結(jié)果優(yōu)化了進氣防爆柵欄的結(jié)構(gòu)，有效降低了渦流的強

3、度，減小了氣體流動阻力，增大了氣體流通面積，保證了柵欄的防爆能力。 建立了進氣管計算模型，分析了進氣管系統(tǒng)內(nèi)部氣體的流動特性，改進了柴油機進氣管的結(jié)構(gòu)，有效降低了總管內(nèi)的渦流強度，各歧管不均勻度明顯下降。 通過對進氣防爆柵欄及進氣管內(nèi)氣體流動特性的分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化，建立了4105防爆柴油機優(yōu)化前進氣系統(tǒng)模型及優(yōu)化型進氣系統(tǒng)模型，分析了兩種模型的氣體流動狀況。研究結(jié)果表明，優(yōu)化型進氣系統(tǒng)增大了氣體流通面積，減少了局部渦流的產(chǎn)