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《北京理工大学》 2016年
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V12缸发动机二级增压系统设计及关键技术研究

赵云胜  
【摘要】:二级增压技术能更好提高发动机性能,本文针对V12缸柴油机匹配了带级间中冷二级增压系统,针对二级增压系统高压级涡轮匹配的两种方案,采用数值模拟仿真计算的研究方法,研究不同涡轮设计方法对涡轮性能的影响。针对V12缸柴油机设计参数,以最大扭矩点1800r/min为设计工况点,并以标定工况2500r/min为参考工况进行二级增压系统参数计算,根据参数匹配计算,选取JP95和J140压气机分别为高低压级压气机。采用构造了合适的涡轮流通特性MAP图。运用WAVE软件在单缸机仿真模型基础上建立了V12缸柴油机仿真模型,针对外特性不同工况进行了发动机性能分析,通过对不同涡轮调节阀下发动机仿真结果分析,确定了不同转速下阀门开度。计算结果表明所设计的二级增压系统可以满足发动机设计要求,并与发动机匹配良好。针对两种高压级涡轮设计方案进行仿真研究,对比分析涡轮中内部流动,研究不同设计方法对涡轮性能的影响。原设计是保持叶轮不变,通过改变涡轮箱0-0截面A/R值进行涡轮设计。新设计是基于相同设计工况点,基于载荷系数和流量系数的方法进行设计。仿真结果表明,采用新设计方法的涡轮,由于攻角更接近最佳攻角范围,因此其叶轮内部间隙损失和吸力面流动损失较小,涡轮效率得到提高。
【关键词】:柴油机 二级增压系统匹配 涡轮匹配 仿真
【学位授予单位】:北京理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TK423
【目录】:
  • 摘要5-6
  • Abstract6-9
  • 第一章 绪论9-17
  • 1.1 引言9-10
  • 1.2 柴油机二级增压技术概述及国内外发展状况10-15
  • 1.2.1 柴油机二级增压技术概述10-11
  • 1.2.2 柴油机的二级增压技术国内外发展现状11-15
  • 1.3 本文研究内容15-17
  • 第二章 二级增压系统的设计方案17-27
  • 2.1 增压系统设计方案17-18
  • 2.2 高低压级增压器的参数匹配计算18-22
  • 2.2.1 各工况下进气量和总压比计算18-20
  • 2.2.2 压比分配和压气机参数计算20-21
  • 2.2.3 高低压级涡轮参数计算21-22
  • 2.3 高低压级增压器的选型22-26
  • 2.3.1 高低压级压气机选型23-24
  • 2.3.2 高低压级涡轮选型24-26
  • 2.4 本章小结26-27
  • 第三章 V12缸发动机性能仿真27-48
  • 3.1 单缸机模型搭建与验证27-31
  • 3.1.1 单缸机模型搭建27-30
  • 3.1.2 单缸机模型验证30-31
  • 3.2 V12发动机模型搭建31-34
  • 3.3 最大扭矩工况仿真结果分析34-38
  • 3.4 发动机外特性性能仿真38-47
  • 3.4.1 标定工况下阀开度分析38-44
  • 3.4.2 发动机外特性性能仿真结果44-47
  • 3.5 本章小结47-48
  • 第四章 二级增压系统涡轮设计方法研究48-77
  • 4.1 引言48
  • 4.2 原设计涡轮设计方案和性能48-50
  • 4.3 新涡轮设计50-63
  • 4.3.1 NREC软件介绍50
  • 4.3.2 叶轮初步设计原理50-54
  • 4.3.3 叶轮初步设计54-58
  • 4.3.4 涡轮一维性能分析58
  • 4.3.5 新叶轮三维优化设计58-61
  • 4.3.6 涡轮箱设计61-63
  • 4.4 研究对象和数值计算方法63-72
  • 4.4.1 研究对象63-64
  • 4.4.2 叶轮机械内部流动控制方程和湍流模型64-67
  • 4.4.3 控制方程的离散67-68
  • 4.4.4 涡轮箱和涡轮叶轮网格划分68-70
  • 4.4.5 网格质量的检查和边界条件设置70-71
  • 4.4.6 涡轮级模型验证71-72
  • 4.5 两设计方案涡轮性能仿真分析72-76
  • 4.5.1 两方案总体性能对比72
  • 4.5.2 两方案涡轮内部流动分析72-76
  • 4.6 本章小结76-77
  • 第五章 总结与展望77-79
  • 5.1 本文总结77
  • 5.2 对未来工作的展望77-79
  • 参考文献79-81
  • 硕士研究生期间发表论文81-82
  • 致谢82

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李鲁宁;孙万臣;李文祥;王晓丹;李国良;雷超;赖春杰;;车用重型柴油机二级增压系统模拟及试验研究[J];车用发动机;2013年01期
2 刘博;胡志龙;李华雷;邓康耀;邢卫东;;可调二级增压柴油机旁通阀特性和调节规律的试验[J];内燃机学报;2012年01期
3 周成尧;艾钧;曾辉;廖云;潘航宇;;重型柴油机两级涡轮增压技术研究和探讨[J];内燃机;2011年06期
4 何义团;;二级增压系统总压缩功分析与试验研究[J];重庆交通大学学报(自然科学版);2010年03期
5 Ennio Codan;Christoph Mathey;程永陆;;减排——对涡轮增压的新挑战[J];国外内燃机车;2010年01期
6 李智;路琼琼;王志宏;雷晶;;柴油机二级增压系统试验研究[J];轻型汽车技术;2009年Z4期
7 Christer Wik;刘景宝;;利用二级增压降低Wrtsil四冲程中速柴油机排放[J];国外内燃机车;2009年04期
8 施新;张锐;;一种增压器涡轮箱0-0截面计算方法[J];车用发动机;2009年02期
9 赵中义;;车用涡轮增压技术的发展现状与发展方向[J];中国科技财富;2008年08期
10 何义团;马朝臣;朱智富;魏名山;韩静;;车用二级增压系统匹配方法与模拟计算[J];车用发动机;2007年03期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 刘博;柴油机可调二级涡轮增压系统研究[D];上海交通大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 边疆;V12缸发动机的二级涡轮增压系统设计与仿真[D];北京理工大学;2015年
2 雷超;车用重型柴油机二级增压系统优化匹配研究[D];吉林大学;2012年
3 胡志林;柴油机匹配二级增压系统性能试验与模拟研究[D];天津大学;2010年
4 关荣;增压中冷柴油机排放预测和控制[D];重庆大学;2004年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 马宗正;徐平;杨安杰;王新莉;;增压迟滞补偿器的设计开发与试验研究[J];机械科学与技术;2017年06期
2 刘福水;康宁;徐洋;黎一锴;;增压柴油机气道流量系数评价与稳流特性研究[J];农业机械学报;2017年06期
3 谢海江;李华雷;邢卫东;;双涡轮增压系统压气机通流特性匹配方法[J];车用发动机;2017年01期
4 刘建敏;董意;王普凯;刘艳斌;韩立军;何盼攀;;二级涡轮增压中冷柴油机变海拔适应性研究[J];柴油机;2017年01期
5 商海昆;董长龙;何剑丰;樊丰;李萍;黄绵敦;谢亮;;二级增压柴油机压缩比和喷油提前角优化研究[J];兵工学报;2017年01期
6 周磊磊;凌建群;凌君旸;;SC12E发电机组用两级涡轮增压柴油机方案研究[J];柴油机设计与制造;2016年03期
7 刘忠长;腾鹏坤;田径;许允;亓升林;于凯波;;二级增压柴油机旁通阀调节特性[J];吉林大学学报(工学版);2017年03期
8 龚金科;陈长友;胡辽平;杨迪;刘冠麟;;电控旁通阀涡轮增压器匹配计算研究[J];湖南大学学报(自然科学版);2016年08期
9 杨福宝;李丹;刘欣;章林;景艳红;朱强;;镍基高温合金增压涡轮的粉末注射成形试验研究与缺陷分析[J];稀有金属;2016年11期
10 沈笠;崔毅;邓康耀;张宝川;李先南;王新权;;基于空燃比控制的可调两级增压动态性能研究[J];柴油机;2016年03期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 朱振夏;增压柴油机高原环境下的供油与进气调节研究[D];北京理工大学;2015年
2 钱跃华;双涡轮增压系统匹配方法和优化控制的研究[D];上海交通大学;2015年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 亓升林;二级增压耦合喷射策略对柴油机性能影响[D];吉林大学;2016年
2 祁博武;级间中冷作用及关键参数对二级增压系统的影响研究[D];中北大学;2016年
3 史明伟;基于模型的船舶柴油机SCR系统控制方法研究[D];集美大学;2016年
4 朱晨菡;基于二级增压的柴油机米勒循环性能模拟[D];西南交通大学;2016年
5 石诚;玉柴某款二级增压柴油机的开发及在客车上的应用[D];湖南大学;2016年
6 李长江;柴油机高原可调二级增压系统的匹配与调节[D];北京理工大学;2016年
7 赵云胜;V12缸发动机二级增压系统设计及关键技术研究[D];北京理工大学;2016年
8 王根意;柴油机二级增压系统设计关键技术研究[D];北京理工大学;2015年
9 于吉寅;电控EGR柴油机?分析及控制策略优化[D];上海工程技术大学;2015年
10 尹紫恒;机械—涡轮两级增压柴油机的试验研究[D];上海交通大学;2014年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李臣;;二级增压技术减少柴油机排放[J];国外内燃机车;2011年05期
2 刘博;钱跃华;邓康耀;张哲;王振彪;;蝶阀在可调二级增压柴油机中的调节特性计算研究[J];内燃机工程;2011年02期
3 刘博;邓康耀;崔毅;邢卫东;;基于调节能力的柴油机可调二级增压系统匹配方法[J];内燃机学报;2011年02期
4 魏名山;张志;方金莉;马朝臣;施新;邢卫东;;带有放气阀的二级增压系统的设计与试验[J];内燃机学报;2009年02期
5 张海波;刘新田;邓康耀;;柴油机两级相继涡轮增压系统研究[J];小型内燃机与摩托车;2009年01期
6 魏名山;张志;何永玲;马朝臣;邢卫东;;带不同类型调节阀的二级增压系统结构与性能对比[J];内燃机工程;2009年01期
7 于立国;马朝臣;施新;;一种车用涡轮增压器涡轮绝热效率测量的新方法[J];内燃机学报;2008年03期
8 何义团;马朝臣;朱智富;魏名山;韩静;;车用二级增压系统匹配方法与模拟计算[J];车用发动机;2007年03期
9 何义团;马朝臣;魏名山;朱智富;;二级增压系统压比分配试验研究[J];车辆与动力技术;2007年02期
10 何义团;马朝臣;魏名山;朱智富;;二级增压系统压气机性能试验研究[J];北京理工大学学报;2007年06期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 张哲;柴油机大小涡轮三阶段相继增压系统稳态与瞬态性能研究[D];上海交通大学;2010年
2 王忠恕;边界条件对柴油机瞬态工况下燃烧的影响及数值模拟[D];吉林大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前8条
1 詹志胜;可变喷嘴涡轮增压器喷嘴环设计及非定常流场分析[D];北京理工大学;2015年
2 李秋;发动机试验台增压中冷温度控制系统的设计与研究[D];吉林大学;2010年
3 王焕杰;大小涡轮相继增压柴油机排气系统性能研究[D];哈尔滨工程大学;2008年
4 杨建坤;利用EGR技术降低涡轮增压内燃机排气污染的研究[D];天津大学;2007年
5 张伟;基于GT-POWER的船用柴油机氮氧化物排放特性研究[D];大连海事大学;2007年
6 郑广勇;CA6DF2-26柴油机瞬变过程研究[D];吉林大学;2006年
7 陈超明;YC4G柴油机增压系统的优化匹配研究[D];吉林大学;2005年
8 关荣;增压中冷柴油机排放预测和控制[D];重庆大学;2004年
【相似文献】
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2 苌葆全;;国外导弹增压系统述评[J];国外导弹技术;1981年12期
3 王宗林;增压系统工作中的可靠性[J];液压与气动;1986年02期
4 马修真,陈志显,李文辉,丁彦闯,朱友文,张栋波;基于模糊理论的增压系统故障诊断[J];内燃机学报;2001年05期
5 何义团;马朝臣;魏名山;朱智富;;二级增压系统压气机性能试验研究[J];北京理工大学学报;2007年06期
6 何义团;马朝臣;朱智富;魏名山;韩静;;车用二级增压系统匹配方法与模拟计算[J];车用发动机;2007年03期
7 魏名山;张志;何永玲;马朝臣;邢卫东;;带不同类型调节阀的二级增压系统结构与性能对比[J];内燃机工程;2009年01期
8 魏名山;张志;方金莉;马朝臣;施新;邢卫东;;带有放气阀的二级增压系统的设计与试验[J];内燃机学报;2009年02期
9 曲德志;;船舶柴油主机增压系统故障及其防范措施[J];中国水运(下半月刊);2010年08期
10 杨磊;张俊跃;王振彪;;柴油机顺序增压系统进气切换机构的设计与数值模拟[J];柴油机;2010年04期
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1 夏立东;陈绍华;李海容;张伟光;尹剑;彭述明;龙兴贵;;一种特殊的气体增压系统初步设计[A];第十届中国核靶技术学术交流会摘要集[C];2009年
2 张伟光;陈绍华;尹剑;张小安;李海容;夏立东;;超高压氦增压系统研制[A];第二届全国核技术及应用研究学术研讨会大会论文摘要集[C];2009年
3 刘冬冬;陈翠和;陈斌;张永国;;海底油气多相混输增压系统的发展与应用[A];第十三届中国科协年会第13分会场-海洋工程装备发展论坛论文集[C];2011年
4 陈金江;范玉德;刘知贵;;基于模糊控制的超高压增压系统建模与仿真[A];中国计量协会冶金分会2012年会暨能源计量与节能降耗经验交流会论文集[C];2012年
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2 胡国庆;汽油机涡轮再冷增压系统设计[D];北京理工大学;2015年
3 祁博武;级间中冷作用及关键参数对二级增压系统的影响研究[D];中北大学;2016年
4 李长江;柴油机高原可调二级增压系统的匹配与调节[D];北京理工大学;2016年
5 赵云胜;V12缸发动机二级增压系统设计及关键技术研究[D];北京理工大学;2016年
6 张宝川;可调两级增压系统的动态特性及控制研究[D];上海交通大学;2015年
7 张萍;微型燃机然气增压系统的研究[D];兰州理工大学;2007年
8 胡志林;柴油机匹配二级增压系统性能试验与模拟研究[D];天津大学;2010年
9 赵东辉;柴油机二级相继增压系统匹配及性能研究[D];哈尔滨工程大学;2013年
10 李胜达;柴油机多阶段及双压气机顺序增压系统仿真研究[D];上海交通大学;2012年
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