發(fā)動機培訓教材PPT

1、2022-3-812022-3-82一、柴油機性能發(fā)展回顧及現(xiàn)狀二、柴油機性能主要研究內容三、性能研究主要方法、手段及流程四、提高、改善性能的部分方法措施 主要內容一、柴油機性能發(fā)展回顧及現(xiàn)狀2022-3-831. 性能發(fā)展史簡要回顧2022-3-84柴油機發(fā)展史上的里程碑事件柴油機發(fā)展史上的里程碑事件1893年，德國人狄賽爾發(fā)明首臺煤粉驅動的柴油機（壓燃式）。1927年，德國Bosch公司推出首批成熟的柴油噴油泵，使柴油機以前所未有的速度在車用、船用及工程機械領域獲得廣泛應用。1905年，瑞士工程師A J Buch首先提出廢氣渦輪增壓概念，并于1911年在單缸機上試驗成功。1. 性能發(fā)展史簡

2、要回顧2022-3-85柴油機發(fā)展史上的里程碑事件柴油機發(fā)展史上的里程碑事件1925年，MAN公司等將廢氣渦輪增壓首次應用于船用柴油機，隨后增壓技術在船用機獲得廣泛應用。中冷器的出現(xiàn)即中冷增壓技術，使柴油機功率、性能進一步提高。上世紀7080年代，是柴油機增壓技術跨越式蓬勃發(fā)展的年代，增壓器的轉換效率運行范圍大幅提高，同時推出各類改善提高柴油機性能的特殊增壓系統(tǒng)。 1. 性能發(fā)展史簡要回顧2022-3-86 上世紀70年代，電子計算機技術開始進入柴油機領域，主要體現(xiàn)在兩個方面：1）伴隨計算機技術的高速發(fā)展，對柴油機性能、工作過程與系統(tǒng)匹配的大型仿真計算分析程序的出現(xiàn)與發(fā)展。目前已從單一的性能仿

3、真計算到虛擬設計與數(shù)字化樣機。 1. 性能發(fā)展史簡要回顧2022-3-872）電子控制技術的應用，首先在燃油噴射系統(tǒng)的應用（歷經(jīng)三代發(fā)展）： -位置控制（電子調速器） -時間控制（電控泵噴嘴） -壓力與時間的柔性控制（電控共軌系統(tǒng)）。在解決排放方面幾乎起到不可取代的作用（歐3標準以上）。目前已發(fā)展為整機電子管理系統(tǒng)，并朝智能化方向發(fā)展。 2.當前船用大中功率柴油機的主要性能指標 2022-3-88低速機（二沖程）低速機（二沖程） 缸徑：缸徑： 500500980 mm980 mm轉速：轉速： 15015060 r/min60 r/min活塞平均速度：活塞平均速度： 8.0 m/s8.0 m/s

4、平均有效壓力：平均有效壓力： 1.71.71.8 MPa1.8 MPa氣缸最大爆發(fā)壓力：氣缸最大爆發(fā)壓力：141415.5MPa15.5MPa單缸功率：單缸功率： 1200kW-6000kW1200kW-6000kW燃油消耗率燃油消耗率: 170 g/kWh: 170 g/kWh 2.當前船用大中功率柴油機的主要性能指標 2022-3-89低速機（二沖程）低速機（二沖程） 代表機型主要集中在3家：德國的MAN-B&W公司的MC系列：K90MC，K80MC-C，L60MC，S60MC等芬蘭的WartsilaSulzer的RTA系列：RTA96C，RT-flex60C日本的UE系列（少量）

5、。 2.當前船用大中功率柴油機的主要性能指標 2022-3-810中速機（四沖程）中速機（四沖程） 缸徑：缸徑： 210210480 mm480 mm轉速：轉速： 11501150500 r/min500 r/min活塞平均速度：活塞平均速度： 9.0 9.0 12 m/s 12 m/s平均有效壓力：平均有效壓力： 2.42.43.0 MPa3.0 MPa氣缸最大爆發(fā)壓力：氣缸最大爆發(fā)壓力： 161623 MPa23 MPa單缸功率：單缸功率： 200kW-1200kW200kW-1200kW燃油消耗率燃油消耗率: 175-195 g/kWh: 175-195 g/kWh 2.當前船用大中功率

6、柴油機的主要性能指標 2022-3-811中速機（四沖程）中速機（四沖程） 代表機型： MAN-B&W公司L21/31, L27/38, 48/60B, RK280等 Caterpillar AK系列：M25，M32，M43等 Wartsila公司: W26，W32，W38, W46 日本 Niigada的V26FX，6L32FX, 韓國的HUNDAI H21/32, H25/33 法國Pielstick的PC25及PA6 德國MTU20V8000等 2.當前船用大中功率柴油機的主要性能指標 2022-3-812高速機（四沖程）高速機（四沖程） 缸徑：缸徑： 160160210 mm2

7、10 mm轉速：轉速： 210021001650 r/min1650 r/min活塞平均速度：活塞平均速度： 11.5 11.5 13.3 m/s 13.3 m/s平均有效壓力：平均有效壓力： 2.32.33.0 MPa3.0 MPa氣缸最大爆發(fā)壓力：氣缸最大爆發(fā)壓力：171720 MPa20 MPa單缸功率：單缸功率： 120kW-250kW120kW-250kW燃油消耗率燃油消耗率: 195-215 g/kWh: 195-215 g/kWh 代表機型：代表機型：MTU16V4000M90MTU16V4000M90，MTU20V595TE90,MTU20V595TE90, MAN-B&

8、;W 18VP185, DeutzTBD620V16, MAN-B&W 18VP185, DeutzTBD620V16, Wartsila 16V170,20V200, Niigata 16V20FX Wartsila 16V170,20V200, Niigata 16V20FX等。等。 2.當前船用大中功率柴油機的主要性能指標 2022-3-813 機型機型 技術參數(shù)技術參數(shù) MTU20VMTU20V 956956 系列系列 (02(02 型型) ) MTUMTU1616V V* * 396396SE84SE84 12VPA612VPA6- -280280 TBD620VTBD620

9、V1616 缸徑缸徑(mm)(mm) 230230 165165 280280 170170 單缸功率單缸功率(kW)(kW) 195195 110110 295295 110110 轉速轉速(r/min)(r/min) 15001500 18001800 10001000 15001500 燃油消耗率燃油消耗率 (g/kW.h) (g/kW.h) 230230 231231 210210 191191 平均有效壓力平均有效壓力 Pe (MPa)Pe (MPa) 1.681.68 1.1.6 6 1.981.98 1.991.99 活塞平均速度活塞平均速度 Cm (m/s)Cm (m/s) 1

10、 11.51.5 11.111.1 9.679.67 9.759.75 強化指標強化指標 PePeCmCm 1919.32.32 12.2112.21 19.1519.15 19.419.4 我國已引進的幾種典型艦船柴油機的主要技術參數(shù) 我國船用機現(xiàn)狀：低速機全部引進，高速機基本引進，自行我國船用機現(xiàn)狀：低速機全部引進，高速機基本引進，自行開發(fā)部分中速機，強化指標與與油耗均與國外存在較大差距。開發(fā)部分中速機，強化指標與與油耗均與國外存在較大差距。 3.船用柴油機主要性能技術的發(fā)展趨勢2022-3-814單級高增壓二級中冷單級高增壓二級中冷+ + 特殊可控增壓系統(tǒng)特殊可控增壓系統(tǒng) 目的：提高功率

11、密度，改善低工況性能目的：提高功率密度，改善低工況性能高效等壓燃燒技術高效等壓燃燒技術目的：控制氣缸燃燒壓力、提高燃燒效率、改善排放目的：控制氣缸燃燒壓力、提高燃燒效率、改善排放電控電噴技術（另有專題介紹）電控電噴技術（另有專題介紹） 目的：柔性控制，全工況性能優(yōu)化，降低排放目的：柔性控制，全工況性能優(yōu)化，降低排放3.船用柴油機主要性能技術的發(fā)展趨勢2022-3-815高、高、低低溫溫水水二二級級中中冷冷淡水回路淡水回路海水回路海水回路3.船用柴油機主要性能技術的發(fā)展趨勢2022-3-816等壓高效燃燒示意圖3.船用柴油機主要性能技術的發(fā)展趨勢2022-3-817氣缸爆壓的發(fā)展歷程3.船用柴油

12、機主要性能技術的發(fā)展趨勢2022-3-818燃油耗與Nox排放的發(fā)展歷程2022-3-819二、柴油機性能主要研究內容1.工作原理202022-3-8四沖程柴油機工作循環(huán)原理圖1.工作原理212022-3-8二沖程柴油機工作循環(huán)原理圖1.工作原理222022-3-8六缸增壓四沖程柴油機工作循環(huán)原理圖1.工作原理 232022-3-8a) 非增壓四沖程換氣部分示功圖b) 增壓四沖程換氣部分示功圖2.性能分類242022-3-8 經(jīng)濟性經(jīng)濟性 動力性動力性 低工況性能低工況性能 排放性能排放性能 * *可靠性可靠性* * 2.性能分類252022-3-8 按使用特性: 推進特性推進特性（船用主機，

13、螺旋槳特性（船用主機，螺旋槳特性) ) 負荷特性負荷特性（發(fā)電機組，等轉速特性）（發(fā)電機組，等轉速特性） 扭矩特性扭矩特性（車用機，外特性）（車用機，外特性） 3.主要性能參數(shù)及影響因素 262022-3-8 燃油消耗率燃油消耗率bebe 主要影響因素：燃油噴射規(guī)律，油、氣、室匹主要影響因素：燃油噴射規(guī)律，油、氣、室匹配，壓縮比，空燃比及機械效率等配，壓縮比，空燃比及機械效率等 氣缸爆壓氣缸爆壓PzPz 主要影響因素：壓縮比、供油提前角、進氣壓主要影響因素：壓縮比、供油提前角、進氣壓力、燃燒持續(xù)角等力、燃燒持續(xù)角等 排氣溫度排氣溫度TbTb 主要影響因素：空燃比、供油提前角、燃燒持主要影響因素

14、：空燃比、供油提前角、燃燒持續(xù)期、掃氣系數(shù)、壓縮比等續(xù)期、掃氣系數(shù)、壓縮比等 3.主要性能參數(shù)及影響因素 272022-3-8 排放性能排放性能 如如NOx排放，主要與氣缸最高燃燒溫度相關。排放，主要與氣缸最高燃燒溫度相關。煙度、顆粒或煙度、顆粒或HC排放，主要與油氣混合物濃排放，主要與油氣混合物濃度及分布、燃燒速率等相關。度及分布、燃燒速率等相關。 動力性與低工況性能動力性與低工況性能： 與增壓系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)、調速機構的選型有與增壓系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)、調速機構的選型有關。其中對增壓柴油機而言，增壓系統(tǒng)部件的關。其中對增壓柴油機而言，增壓系統(tǒng)部件的選型設計對上述兩項性能的影響較為重要。選型設計對上

15、述兩項性能的影響較為重要。4.主要性能工作內容 282022-3-8 主要性能參數(shù)分析選取主要性能參數(shù)分析選取如燃油耗率、壓縮比、增壓比、供油提前角、如燃油耗率、壓縮比、增壓比、供油提前角、燃燒持續(xù)期等（根據(jù)總體設計指標要求）。燃燒持續(xù)期等（根據(jù)總體設計指標要求）。 氣缸工作過程及熱力參數(shù)的計算分析氣缸工作過程及熱力參數(shù)的計算分析主要參數(shù)包括氣缸壓力、溫度、進排氣壓力、主要參數(shù)包括氣缸壓力、溫度、進排氣壓力、溫度、充氣效率、掃氣系數(shù)、燃燒始點、持續(xù)溫度、充氣效率、掃氣系數(shù)、燃燒始點、持續(xù)期以及配氣相位、凸輪型線等。期以及配氣相位、凸輪型線等。 示功圖及燃燒放熱規(guī)律分析示功圖及燃燒放熱規(guī)律分析

16、4.主要性能工作內容 292022-3-8 增壓系統(tǒng)選型設計分析增壓系統(tǒng)選型設計分析增壓系統(tǒng)型式、增壓器、中冷器選型匹配計算，增壓系統(tǒng)型式、增壓器、中冷器選型匹配計算，主要參數(shù)包括：增壓器壓比、流量、效率，中冷主要參數(shù)包括：增壓器壓比、流量、效率，中冷器進出口溫度等。器進出口溫度等。 燃油系統(tǒng)選型設計分析燃油系統(tǒng)選型設計分析循環(huán)供油量、噴射壓力、持續(xù)期、燃油凸輪、噴循環(huán)供油量、噴射壓力、持續(xù)期、燃油凸輪、噴油泵、嘴主要規(guī)格參數(shù)油泵、嘴主要規(guī)格參數(shù) 燃燒系統(tǒng)選型分析設計燃燒系統(tǒng)選型分析設計 燃燒方式，燃燒室型線與噴油孔徑、孔數(shù)、夾角、燃燒方式，燃燒室型線與噴油孔徑、孔數(shù)、夾角、噴射率、進氣渦流、

17、氣量等的匹配設計分析。噴射率、進氣渦流、氣量等的匹配設計分析。4.主要性能工作內容 302022-3-8噴油器與燃燒室的匹配4.主要性能工作內容 312022-3-8油束噴霧與燃燒室的匹配4.主要性能工作內容 322022-3-80246810121416024681012氣缸容積，L氣缸壓力，MPa計算氣缸壓力單缸實測氣缸壓力整機實測氣缸壓力計算與實測示功圖的比較4.主要性能工作內容 332022-3-80200400600800100012001400350360370380390400410420430440450460470曲軸轉角，A放熱率，J/A實測氣缸燃燒放熱率曲線4.性能分析常

18、用曲線圖 342022-3-8v柴油機主要性能參數(shù)曲線主要包括：油耗、功率、排溫、氣缸爆壓、增壓壓主要包括：油耗、功率、排溫、氣缸爆壓、增壓壓力等，綜合性能曲線圖。力等，綜合性能曲線圖。v壓氣機特性圖匹配運行線，以增壓比、空氣流量分別為在縱橫坐標，分析柴油以增壓比、空氣流量分別為在縱橫坐標，分析柴油機與增壓器的匹配情況機與增壓器的匹配情況v萬有特性或限制邊界特性圖分析該型柴油機的整體工作范圍及各個工況下的主分析該型柴油機的整體工作范圍及各個工況下的主要性能，分別以功率、轉速為縱橫坐標，繪制等油要性能，分別以功率、轉速為縱橫坐標，繪制等油耗、等扭矩（耗、等扭矩（PePe）、等煙度曲線等，以及不同

19、轉速）、等煙度曲線等，以及不同轉速下的功率（扭矩）限制邊界。下的功率（扭矩）限制邊界。4.性能分析常用曲線圖 352022-3-8柴油機綜合性能曲線4.性能分析常用曲線圖 362022-3-8常規(guī)增壓推進特性運行線is = 0.760.800.0 0.25 0.5 0.75 1.0 1.25 1.5 1.75V/Vref200180160140120100806040200-1.5-2.0-2.5-3.0-3.5-4.0-4.5-5.51.0u2= 552 m /s486 m /s416 m /s34 m /s-5.9-5.0Total head HiskJ/kgPressure ratioH

20、akelberg0.780= 2 5oC0= 2 5oCCube-lawpropellercurve, 2 TCCube-lawpropellercurve, 2 TCG CL-curve, 2 TCG CL-curve, 2 TCG CL-curve, 3 TCG CL-curve, 3 TCG CL-curve, 4 TCG CL-curve, 4 TCis = 0.760.800.0 0.25 0.5 0.75 1.0 1.25 1.5 1.75V/Vref200180160140120100806040200-1.5-2.0-2.5-3.0-3.5-4.0-4.5-5.51.0u2=

21、552 m /s486 m /s416 m /s34 m /s-5.9-5.0Total head HiskJ/kgPressure ratioHakelberg0.780= 2 5oC0= 2 5oCCube-lawpropellercurve, 2 TCCube-lawpropellercurve, 2 TCG CL-curve, 2 TCG CL-curve, 2 TCG CL-curve, 3 TCG CL-curve, 3 TCG CL-curve, 4 TCG CL-curve, 4 TC相繼增壓推進特性運行線4.性能分析常用曲線圖 372022-3-8增壓柴油機運行限制邊界MTU

22、20V8000工作范圍及油耗性能2022-3-838三、性能研究主要方法、手段 及流程1.統(tǒng)計分析2022-3-839內燃機性能設計與參數(shù)選擇在相當程度上倚賴于實際經(jīng)驗與統(tǒng)計及試驗數(shù)據(jù)的積累，特別在初步設計階段。 需對國內外同類或相似機型的相關設計數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計、歸類、比較。 了解國內與性能相關的主要元器件所能達到的實際水平，及其與國外的差距。 1.統(tǒng)計分析2022-3-840通過調研、統(tǒng)計、分析 才能提出比較符合實際的初步性能設計方案。其中： 性能指標：油耗、爆壓、排溫等；油耗、爆壓、排溫等； 幾何參數(shù)：壓縮比、配氣相位，凸輪型壓縮比、配氣相位，凸輪型線，線， 燃燒室型線等。燃燒室型線等。1.

23、統(tǒng)計分析2022-3-841國外幾種先進機型的配氣正時機型機型增壓方式增壓方式進氣開進氣開 CACA進氣關進氣關CACA排氣開，排氣開，CACA排氣關排氣關CACADK20DK20MPCMPC5050353555555050L16/24L16/24定壓定壓48.248.232.432.4535346.846.8RK280RK280MPCMPC5454424257575555MTU396MTU396MPCMPC3636686875752828MTU8000MTU8000估計估計) )MPCMPC3737606070704242MTU956MTU956脈沖脈沖37.237.260.860.866.

24、766.737.237.2MAN B&W T23MAN B&W T23脈沖脈沖5050303050505050MAN B&W L23MAN B&W L23定壓定壓54542424545454541.統(tǒng)計分析2022-3-842國外幾種先進機型燃燒室特征參數(shù)機型機型開口形式開口形式口徑比口徑比（d/Dd/D）深徑比深徑比（H/DH/D）中心相對中心相對深度深度(h/H(h/H）濟柴濟柴190190擴口擴口12120.7090.7090.12120.12120.39750.3975DK20DK20直口直口0.80.80.10.10.14290.1429大發(fā)大發(fā)170

25、170直口直口0.7960.7960.0940.0940.13720.1372V20FXV20FX擴口擴口50500.830.830.1020.1020.28490.2849L16/24L16/24擴口擴口38380.740.740.110.110.58820.5882zibo170zibo170直口直口0.61660.61660.20.20.44120.4412mtu396mtu396縮口縮口0.68480.68480.18180.18180.56670.5667mtu956mtu956縮口縮口0.73040.73040.11740.11740.48150.4815mtu4000mtu400

26、0擴口擴口30300.8130.8130.1340.134 mtu8000mtu8000擴口擴口50500.770.770.09080.09080.150.15國外幾種先進機型燃燒室特征參數(shù) 1.統(tǒng)計分析2022-3-843國外幾種先進機型燃燒室特征參數(shù)閥盤直徑和缸徑關系氣閥升程和缸徑關系2.模擬計算分析2022-3-844國外幾種先進機型燃燒室特征參數(shù)物理模型及計算方法的改進發(fā)展情況以內燃機中氣體流動為基礎，從零維至三維模型以內燃機中氣體流動為基礎，從零維至三維模型：- 零維容積法零維容積法(充排法充排法)- 一維非定常流動特征線法一維非定常流動特征線法- FEVTED有限容積法有限容積法2

27、.模擬計算分析2022-3-845國外幾種先進機型燃燒室特征參數(shù)對進排氣系統(tǒng)的數(shù)值模擬內容：對進排氣系統(tǒng)的數(shù)值模擬內容：物理模型的建立數(shù)值方法的選擇邊界條件的正確處理。目的目的：小的質量流量誤差和高的壓力波模擬精度。2.模擬計算分析2022-3-846國外幾種先進機型燃燒室特征參數(shù)物理模型：1 1）零維模型）零維模型容積法容積法（Filling and Emptying method）采用能量、質量）采用能量、質量守恒和氣體狀態(tài)方程。流量誤差可避免，但壓力波與實守恒和氣體狀態(tài)方程。流量誤差可避免，但壓力波與實際差別較大。際差別較大。2) 2) 一維模型一維模型控制方程為一價偏微分方程，考慮排氣

28、管系內壓力波軸控制方程為一價偏微分方程，考慮排氣管系內壓力波軸向傳遞的影響。向傳遞的影響。3 3）多維模型）多維模型（考慮管接頭處明顯三維流動特性）（考慮管接頭處明顯三維流動特性）美國美國LOS ALMOS國家實驗室開發(fā)的國家實驗室開發(fā)的KIVA，英國的，英國的PHOENICS。多維流動數(shù)值模擬，程序復雜，計算量巨。多維流動數(shù)值模擬，程序復雜，計算量巨大，邊界條件難以準確確定，尚未完全實用大，邊界條件難以準確確定，尚未完全實用 。2.模擬計算分析2022-3-847國外幾種先進機型燃燒室特征參數(shù)一維非定常流計算模型的數(shù)值方法一維非定常流計算模型的數(shù)值方法1） 特征線法特征線法（MOC）早期廣泛

29、應用，早期廣泛應用，20世紀世紀60年代開始。壓力波模擬年代開始。壓力波模擬較準，經(jīng)不斷改進，流量誤差減少至較準，經(jīng)不斷改進，流量誤差減少至12，目，目前應用減少，邊界處理復雜，不便計算前應用減少，邊界處理復雜，不便計算EGR等多等多種混合成分的流動計算。種混合成分的流動計算。2） 有限差分法有限差分法（FDM）差分格式，計算速度與精度一般優(yōu)于特征線法。差分格式，計算速度與精度一般優(yōu)于特征線法。2.模擬計算分析2022-3-848國外幾種先進機型燃燒室特征參數(shù)3） 有限容積法有限容積法（FVM）FVM是近來廣泛應用的一種計算模擬內燃機進排氣系是近來廣泛應用的一種計算模擬內燃機進排氣系統(tǒng)的方法，

30、而統(tǒng)的方法，而TVD格式是格式是20世紀世紀80年代出現(xiàn)的總殘差減少年代出現(xiàn)的總殘差減少（Total Variation Diminution）格式，在計算激波方面?。└袷?，在計算激波方面取得很好效果，具有高分辨率，高精度，隨著各種得很好效果，具有高分辨率，高精度，隨著各種TVD格式格式的相繼構造，被認為是近的相繼構造，被認為是近20年年CFD領域重大突破之一。領域重大突破之一。有限容積法比有限差分法計算速度快，流量誤差小，物有限容積法比有限差分法計算速度快，流量誤差小，物理意義明確，在進排氣管系計算節(jié)點與邊界條件的處理上理意義明確，在進排氣管系計算節(jié)點與邊界條件的處理上相對簡單，為國外大型程

31、序如相對簡單，為國外大型程序如Boost、GTPOWER等應等應用，國內交大開發(fā)的用，國內交大開發(fā)的FVMTVD程序用于模擬計算程序用于模擬計算MIXPC取得良好效果。取得良好效果。 2.模擬計算分析2022-3-849國外幾種先進機型燃燒室特征參數(shù)當前國外大型性能模擬分析軟件特點介紹當前國外大型性能模擬分析軟件特點介紹模擬計算內容：模擬計算內容： 內燃機工作循環(huán)與性能參數(shù)內燃機工作循環(huán)與性能參數(shù) 內燃機進排氣系統(tǒng)的氣體流動內燃機進排氣系統(tǒng)的氣體流動 內燃機瞬態(tài)工況、動態(tài)特性內燃機瞬態(tài)工況、動態(tài)特性 內燃機電控過程內燃機電控過程 內燃機燃燒的排放、噪音內燃機燃燒的排放、噪音 代表軟件：代表軟件

32、： AVLAVLBOOST, FIRE, HYDSIMBOOST, FIRE, HYDSIM GT GTPOWER, STAR-CD, GT-FUELPOWER, STAR-CD, GT-FUEL 2.模擬計算分析2022-3-850國外幾種先進機型燃燒室特征參數(shù)2.模擬計算分析2022-3-851國外幾種先進機型燃燒室特征參數(shù)2.模擬計算分析2022-3-852國外幾種先進機型燃燒室特征參數(shù)2.模擬計算分析2022-3-853國外幾種先進機型燃燒室特征參數(shù)2.模擬計算分析2022-3-854國外幾種先進機型燃燒室特征參數(shù)1維與3維發(fā)動機CFD計算界面 2.模擬計算分析2022-3-855國外

33、幾種先進機型燃燒室特征參數(shù)發(fā)動機動態(tài)控制仿真計算界面 2.模擬計算分析2022-3-856國外幾種先進機型燃燒室特征參數(shù)MTU相繼增壓發(fā)動機過渡工況瞬態(tài)特性仿真3. 試驗研究分析2022-3-857國外幾種先進機型燃燒室特征參數(shù)常規(guī)性能試驗測試參數(shù)：燃油耗，排溫，增壓壓力，進氣溫度，燃油耗，排溫，增壓壓力，進氣溫度，氣缸爆壓，空氣流量，煙度等氣缸爆壓，空氣流量，煙度等 210230250270290102030405060708090100110燃油耗率，g/kWh設計計算值單缸試驗值整機試驗值300350400450500550102030405060708090100110支管平均排氣溫度

34、，設計計算值單缸試驗值整機試驗值性能試驗曲線3. 試驗研究分析2022-3-858國外幾種先進機型燃燒室特征參數(shù)專項性能項目測試： 缸內燃燒放熱規(guī)律缸內燃燒放熱規(guī)律 燃燒分析儀（燃燒分析儀（AVL，KistlerDevwtran，F(xiàn)EV，小野等）小野等） 高壓燃油噴射規(guī)律高壓燃油噴射規(guī)律 排放（物）性能排放（物）性能 排放分析儀（排放分析儀（Horiba，AVL，F(xiàn)EV） 瞬態(tài)特性，動態(tài)工況瞬態(tài)特性，動態(tài)工況 高速數(shù)據(jù)采集儀高速數(shù)據(jù)采集儀 （ NI，凌華），凌華） 3. 試驗研究分析2022-3-859國外幾種先進機型燃燒室特征參數(shù) 3. 試驗研究分析2022-3-860國外幾種先進機型燃燒室

35、特征參數(shù) 3. 試驗研究分析2022-3-861國外幾種先進機型燃燒室特征參數(shù)3. 試驗研究分析2022-3-862國外幾種先進機型燃燒室特征參數(shù)3. 試驗研究分析2022-3-863國外幾種先進機型燃燒室特征參數(shù)專用單缸試驗臺專用單缸試驗臺: 單缸，油氣室匹配及氣缸工作過程試驗研究單缸，油氣室匹配及氣缸工作過程試驗研究 活塞、連桿、缸套等關鍵零部件測試研究活塞、連桿、缸套等關鍵零部件測試研究四、提高、改善性能的部分方法措施2022-3-8641.工作過程組織方面2022-3-865常規(guī)設計優(yōu)化： 根據(jù)總體制定的總的技術指標，進行工作過程相根據(jù)總體制定的總的技術指標，進行工作過程相關參數(shù)的設計

36、、配機計算與優(yōu)化。關參數(shù)的設計、配機計算與優(yōu)化。主要參數(shù)、型線（計算選取確定）包括：主要參數(shù)、型線（計算選取確定）包括：壓縮比、增壓比、配氣相位、供油提前角、壓力壓縮比、增壓比、配氣相位、供油提前角、壓力升高比、凸輪型線、燃燒室型線、燃油系統(tǒng)、增升高比、凸輪型線、燃燒室型線、燃油系統(tǒng)、增壓系統(tǒng)的匹配參數(shù)等。壓系統(tǒng)的匹配參數(shù)等。1.工作過程組織方面2022-3-866特殊設計：可變進排氣正時可變進排氣正時可變壓縮比可變壓縮比可變供油提前角可變供油提前角米勒系統(tǒng)米勒系統(tǒng)顧氏系統(tǒng)等顧氏系統(tǒng)等2.增壓系統(tǒng)方面2022-3-867常規(guī)增壓系統(tǒng)改進及參數(shù)優(yōu)化 （增壓器、中冷器，進排氣管系，如（增壓器、中冷

37、器，進排氣管系，如MIXPC等）等） 可控特殊增壓系統(tǒng)（帶有可控可調節(jié)元件的增壓系統(tǒng)）（帶有可控可調節(jié)元件的增壓系統(tǒng)） 根據(jù)擬達到的主要目的，進行具體選用：根據(jù)擬達到的主要目的，進行具體選用： 相繼增壓相繼增壓 非常優(yōu)良的低工況性能，主要適于非常優(yōu)良的低工況性能，主要適于V型高型高Pe機機 2.增壓系統(tǒng)方面2022-3-868 進排氣或廢氣旁通進排氣或廢氣旁通 部分改善低工況性能，實施簡單，中速直列機選部分改善低工況性能，實施簡單，中速直列機選用較多用較多 可調噴嘴可調噴嘴 適于寬廣工作范圍及低速大扭矩，結構較復雜，適于寬廣工作范圍及低速大扭矩，結構較復雜，所見車用機較多所見車用機較多 進氣加

38、濕，噴水進氣加濕，噴水 可滿足較為苛刻的排放要求，高性能民用機型?？蓾M足較為苛刻的排放要求，高性能民用機型。 2.增壓系統(tǒng)方面2022-3-869MIXPC系統(tǒng)的一種連接方式MPC系統(tǒng)的一種改進型2.增壓系統(tǒng)方面2022-3-870C C - -B B 2 2T TT TT TT TA i r fl apC C A A C CC C A A C CC C - -B B 1 1C C - -A A 1 1C C - -A A 2 2E xhaust gas di ffusorE xhaustfl apC arri erhousi ngA A 1 10 0B B1 1A A1 1A A2 2A A

39、3 3A A4 4A A5 5A A6 6A A7 7A A8 8A A9 9B B2 2B B 3 3B B4 4B B5 5B B6 6B B7 7B B8 8B B9 9B B 1 10 0A i rC : C om pressorC A C :C harge-ai r cool erE xhaust gasT : T urbi neM D E C :M T U D i esel E ngi ne C ontrolM M D D E E C CC C - -B B 2 2T TT TT TT TA i r fl apC C A A C CC C A A C CC C - -B B 1 1C C - -A A 1 1C C - -A A 2 2E xhaust gas di ffusorE xhaustfl apC arri erhousi ngA A 1 10 0B B1 1A A1 1A A2 2A A3 3A A4 4A A5 5A A6 6A A7 7A A8 8A A9 9B B2 2B B 3 3B B4 4