首页 > 学术论文

16V240ZJ型机车柴油机应用天然气燃料仿真分析研究

来源:论文学术网
时间:2024-08-19 08:14:37
热度:

16V240ZJ型机车柴油机应用天然气燃料仿真分析研究【摘要】:随着对石油产品需求的不断增加,世界上勘测到的石油储备已呈明显不足,这对许多国家的能源安全构成了威胁。而且随着石油的不

【摘要】: 随着对石油产品需求的不断增加,世界上勘测到的石油储备已呈明显不足,这对许多国家的能源安全构成了威胁。而且随着石油的不断消耗对环境的污染更加严重。这就构成了全球最关注的两大热点问题,即能源和环境问题。现代科技和社会以前所未有的速度发展,这些都对机车发动机这一传统的动力装置提出了许多新的挑战,对机车发动机的动力性、经济性、耐久性以及排放方面提出了越来越高的要求。只有不断推陈出新,提出新概念、新技术,机车发动机才有可能不被社会的发展所淘汰。由于机车柴油机油消耗高和输出功率较大,并且排气流量达到2~8kg/s,形成局部范围极高的大气污染。围绕着低能耗和减少有害排放物这两个主要问题,积极开发新能源,寻找代用燃料是必然的选择。天然气具有价格低、污染低的优点而受到了人们的广泛关注。研发天然气机车发动机是解决传统能源危机的一个有效办法。 本论文利用GT-POWER模拟计算软件,它是专门用于发动机稳态和瞬态仿真计算的软件。在论文中,首先详细介绍模拟计算软件GT-POWER的计算理论和计算算法,包括缸内工作过程,管内的气体流动、壁温传热、以及燃烧模型和排放模型等。对16V240ZJ型柴油机建立整机模型,包括进气系统、排气系统、气缸、曲轴箱、燃料供给系统、压气机、涡轮机等几部分。对柴油机的定工况进行了仿真计算,并进行结果的调试和分析。计算得出缸内压力、缸内温度、燃料消耗率等。将模拟结果与实验相对比,来验证模型的准确性。再在此准确模型的基础上通过改变燃料供给系统和结构参数等,来分析天然气燃料在内燃机车上的应用。分析燃烧天然气情况下,发动机的动力性、经济性和排放性的相互影响。 本论文通过对多种改造方案的分析与研究,得出机车发动机燃烧天然气燃料情况下的最佳改造方案。为以后进行台架试验和改进机车发动机的性能提供依据。 【关键词】:天然气 发动机 系统仿真 性能分析 GT-POWER
【学位授予单位】:大连交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:U262.11
【目录】:
  • 摘要5-6
  • ABSTRACT6-10
  • 第一章 绪论10-17
  • 1.1 研究的目的和意义10-12
  • 1.2 研究现状12-14
  • 1.3 内燃机仿真计算14-15
  • 1.4 论文研究的主要内容15-16
  • 本章小结16-17
  • 第二章 仿真理论及数学模型17-38
  • 2.1 缸内工作过程基本方程18-21
  • 2.1.1 基本假设18-19
  • 2.1.2 基本方程19-21
  • 2.2 流体流动模型基本原理21-23
  • 2.3 缸内周壁传热模型23-24
  • 2.4 缸内燃烧模型24-27
  • 2.4.1 燃烧模型介绍24-25
  • 2.4.2 GT-POWER 中燃烧模型25-27
  • 2.5 排放模型27-31
  • 2.5.1 氮氧化物排放模型27-28
  • 2.5.2 碳烟排放模型28-31
  • 2.6 中冷器计算模型31-33
  • 2.7 涡轮增压器计算模型33-36
  • 2.7.1 压气机特性参数计算33-35
  • 2.7.2 涡轮机特性参数计算35-36
  • 本章小结36-38
  • 第三章 仿真建模计算与验证38-50
  • 3.1 GT-POWER 软件计算流程38-39
  • 3.2 16V240ZJ 型机车柴油机的结构39-40
  • 3.3 GT-POWER 主要模块建模40-46
  • 3.3.1 进排气系统建模40-43
  • 3.3.2 喷油器设置43
  • 3.3.3 气缸和曲轴箱设置43-44
  • 3.3.4 涡轮增压器建模44-45
  • 3.3.5 建立整机模型45-46
  • 3.4 模型的调试46-47
  • 3.5 仿真模型的验证47-48
  • 本章小结48-50
  • 第四章 16V240ZJ 型柴油机燃用天然气的改进方案提出与分析50-76
  • 4.1 天然气发动机研究现状50-57
  • 4.1.1 按燃料组成分类50-51
  • 4.1.2 按天然气供气方式分类51-54
  • 4.1.3 按燃烧方式分类54-57
  • 4.2 16V240ZJ 型柴油机燃用天然气燃料方案提出57-58
  • 4.3 方案一开式燃烧室火花点火稀薄燃烧系统58-65
  • 4.3.1 模型改进58-60
  • 4.3.2 改进后多目标模型优化仿真结果分析60-65
  • 4.4 方案二缸内低压直喷火花点火系统65
  • 4.5 方案三预燃室火花点火稀薄燃烧系统65-66
  • 4.6 方案四柴油引燃燃烧系统66-70
  • 4.6.1 模型改进67-68
  • 4.6.2 改进后优化仿真结果分析68-70
  • 4.7 方案五缸内高压喷射压缩燃烧系统70-73
  • 4.7.1 模型改进70-71
  • 4.7.2 改进后优化结果分析71-73
  • 4.8 对比各种方案的综合分析73-75
  • 本章小结75-76
  • 第五章 米勒循环在机车天然气发动机上的研究76-83
  • 5.1 米勒循环简介76
  • 5.2 引入米勒循环的目的76-77
  • 5.3 采用米勒循环方式模拟仿真分析77-79
  • 5.4 米勒循环方式的效果79-82
  • 5.4.1 热效率提高79-80
  • 5.4.2 燃料消耗率80-81
  • 5.4.3 NO_X 排放81-82
  • 本章小结82-83
  • 第六章 全文总结与展望83-84
  • 6.1 全文总结83
  • 6.2 未来工作展望83-84
  • 参考文献84-87
  • 攻读硕士学位期间发表的学术论文87-88
  • 致谢88-89


您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

多缸柴油机主—从ECU分布式控制系统研究    宋雪桦

柴油机电控单体泵喷油过程参数的数值标定    连力丰

大功率柴油机EGR模拟研究    王迎迎

LNG汽车高原动力性恢复研究    张炎

空燃比对准均质充量压缩点燃天然气发动机低负荷排放性能的影响    苏岭;周龙保;汪映;蒋德明;李维;钟辉;

车用天然气发动机技术与性能研究    宋钧,张武高,黄震

关于米勒循环增压发动机的未来展望    大江博海,人见光夫,岩田典之,单震震

米勒循环天然气发动机    薛军

内燃机车的排放控制    M.Niven,沈一林

天然气用作内燃机车发动机的燃料    Г.А.Фофанов;顾永麟;

HCCI技术应用于大型天然气发动机的潜力    Gerhard Kogler;王凤;

中国天然气汽车发展方向探讨    周曦,杨玉国

240/275系列天然气发动机活塞的研制    杨英,周湘晔

内燃机车柴油机的排放及其控制    宁智,资新运

燃烧室形状对天然气发动机性能的影响    祝遵祥

YC6T型柴油机变工况性能仿真研究    朱祎飞

天然气发动机均质稀燃的数值模拟与试验分析    汪源利

地下水流动对埋地换热器影响的模拟研究    魏晋;

车用液化石油气(LPG)特性与改装部件功能(综述)    王继先,潘忠杰,冯能莲,蔡曾华

天然气汽车的发展与未来展望    赵惠敏,刘洁 ,胡丽慧,张存信

我国清洁汽车发展战略的探讨    张于心,申金生,黄爱玲,鲍振荣,薛立民

稀燃天然气发动机缸压数据采集及循环变动分析    姚宝峰;胡琰;马冠钦;郑亚银;李国岫;

电控CNG发动机增压匹配的仿真计算    安存春;陈淑玲;张欣;

150系列柴油机增压系统的研究    朱大鑫;

车用涡轮增压器轴向力数值计算    洪汉池;马朝臣;

基于Matlab/Simulink的液压自由活塞柴油机动态特性研究    赵振峰;张付军;赵长禄;陈宇;

低压环境下放气系统的压降特性分析    李明海;臧立青;李超;史光梅;陈均;

节流器类型对空气静压导轨静特性的影响分析    龙威;宗洪锋;

电控技术在天然气发动机上的应用    滕勤;左承基;

开关磁阻电机RBF神经网络滑模控制器的设计与转矩脉动优化的研究    高洁;孙鹤旭;董砚;何林;

钢筋混凝土双向偏心受力截面非线性分析    蔡銮;徐栋;

DVR逆变单元补偿方法分析与研究    徐宏;张瑚;

基于TDC-GP2的激光测距系统设计    李玉株;肖江;黄丽燕;刘君;

涡轮增压器浮环轴承润滑机理及稳定性研究    师占群;张浩;张顺心;宋亚萌;

废热溴化锂吸收式动力、冷、热量梯阶转换系统的研究    张秀芳;金苏敏;

基于GT-POWER的柴油机配气定时的优化设计    朱祎飞;李明海;

轿车用直喷柴油机缸内工作过程CFD分析    王宝林;邓帮林;李军成;许胜利;冯仁华;

预应力空间网格结构优化理论及可靠性分析    张春玉

基于形态学多尺度图像分析的海藻细胞图像分割及特征提取    程军娜

长江口水沙运动及三维泥沙模型研究    刘高峰

基于CAS理论的地震紧急救援系统模型构建与模拟仿真    石云龙

ACA互连的多因素作用分析与性能优化    王正家

多屏同步三维显示技术的研究和实现    胡平平

知识型员工个人知识管理能力影响因素研究    詹越

不确定环境下的班轮企业资源管理研究    王琳

CuO-Mn_xO_y/γ-Al_2O_3催化剂的制备、表征及其催化还原NO的性质研究    李丹

水泥基压电智能器件特性分析    韩嵘

农产品冷链物流库存管理应用研究    程祥

植物纤维增强热塑性本薯淀粉复合材料的制备与性能研究    钟宇翔

LOFT建筑中的节能设计    俞亚明

泰安山城结合部公园游人行为研究    王海波

柴油机大小涡轮相继增压控制参数研究与排气连通管设计    朱清

缸内流场结构对天然气发动机性能影响的模拟研究    张波

TBD234柴油机缸内燃烧模拟及排放预测    张万煌

某16V型柴油机相继增压性能分析    李琦

多功能燃烧弹的研究    田文凯

柴油/天然气双燃料发动机性能模拟研究    尹佳

基于FlexRay总线的通讯控制与组网    李林珊;刘章宇;

中国汽车产业发展趋势预测    门峰;王今;

基于分布式控制的航空发动机智能转速传感器    王海涛;张攻博;谢寿生;何秀然;翟旭升;

液化天然气(LNG)汽车技术特点与应用    汤淼 ,李军

提高高原地区发动机动力性和经济性的措施    果继辉

高原环境对车用柴油机使用性能影响分析    张家玺

电控单体泵柴油机关键MAP的匹配与标定    安利强,杨福源,李进,欧阳明高

电控单体泵供油系统仿真研究    仇滔,刘兴华

电控单体泵系统喷射特性仿真研究    吴长水;杨时威;冒晓建;卓斌;

柴油机燃油喷射系统仿真研究    金江善,平涛,赵伟,张南林

    记者  李映

汽油发动机怠速工况下控制方法的研究    郭宏志

柴油机电控EGR系统研究与开发    代子阳

TY3100柴油机燃油喷射系统建模仿真研究    王国正

大缸径天然气发动机性能模拟    支琪

WD615系列高原柴油机的开发    王军

基于GT-FUEL的二甲基醚燃油喷射过程数值模拟    刘新军

基于CAN总线的汽车发动机电子节气门控制技术研究    曾志伟

基于GT-POWER的汽油机仿真及优化设计    刘宇

基于车载网络的多模态信息采集系统    施海

基于GT-POWER的船用柴油机氮氧化物排放特性研究    张伟

EGR技术对柴油机排放和性能影响的试验研究    周革

车用柴油机EGR冷却器仿真设计与试验研究    任晓帅

空燃比对准均质充量压缩点燃天然气发动机低负荷排放性能的影响    苏岭;周龙保;汪映;蒋德明;李维;钟辉;

迎接普及天然气汽车的浪潮    郭志东

火花点火发动机燃烧过程的多维模拟    杨迪,顾宏中

天然气发动机燃烧特征与功率恢复    卓斌

天然气掺氢发动机的研究现状和发展趋势    刘海全;马凡华;殷勇;

配气相位的实际应用    羊一清

天然气增压发动机工作过程模拟分析研究    孟金喆;张欣;卢美秀;

柴油机排气歧管流场分析与结构优化    李湘华;张小姣;

N6160ZC型柴油机工作过程模拟计算与优化    辛颖,吕安勤,韩江

大型低速柴油机工作过程建模与仿真    王海燕;张均东;曾鸿;

电控喷射稀燃天然气发动机的关键技术研究    窦慧莉

直喷式柴油机的特性预测及参数优化    李艳红

燃烧室形状和喷气时刻对CNG发动机燃烧影响的研究    李浩荡

燃烧室形状和喷气规律对天然气发动机燃烧的改善    黄晶慧

机车柴油机运动副的磨粒磨损及预防措施探讨    江亲瑜

国外机车柴油机主要零件的热处理    

平均有效压力达25公斤/厘米~2的柴油机的各种增压和燃绕系统的分析比较    J.Gallois;汤林华;

谈ND_5型机车运用中的几个问题    龚国平;

北京型机车排温高和排气管红的试验研究    柴宗周;

北京型机车柴油机副连杆销裂纹的分析及探伤方法    范秦生;

16V240ZDA型应急柴油机完成特殊性能试验    牟恕宽;

厂修后12V18OZJ型柴油机燃油消耗率指标的修订    杨明洲

《内燃机在铁道牵引中的应用》(六)——机车柴油机用机油的展进(上)    叶岚;

《内燃机在铁道牵引中的应用》(七) 机车柴油机用机油的进展(下)    叶岚;

机车柴油机可变涡轮增压技术开发与应用    潘翼龙;王敏鸿;李友峰;薛良君;

机车用280柴油机的发展历程    薛良君;滕雷昌;

机车柴油机调控系统运用故障分析及建议    陈纯北;

国内大功率机车柴油机技术平台及其技术发展    周虹伟;

机车用R280系列柴油机的开发与研制    薛良君;

重视机车检修质量,适应机车修制改革——谈机车柴油机检修中值得注意的几个问题    叶岚;

机车柴油机电控系统嵌入式软件的开发与研究    李友峰;

内燃机车240型柴油机油锤和水锤事故判断及其预防对策    张世龙;

RVS新型减摩剂在DF_(8B)机车柴油机上试验后轴瓦及曲轴拆检情况    张乐山;

柴油机摇臂类零件小孔径深孔加工工艺    李晓慧;

南车资阳将全散件组装曼恩中速机    郑杰伦 张远平

南车发力大功率船用柴油机技术    记者 矫阳

新型大功率柴油机为机车提速助推    通讯员 陆伟国

船舶配套业:“唇”亡“齿”不寒    本报特约记者 林琳

小革新发挥大功效    谷文生 李连国

南车与MANDiesel签署合作协议    本报记者 王杨

中船重工与通用电气战略合作    贺颖

大功率机车柴油机时间控制式燃油喷射控制系统研究    王苏敬

机车柴油机数字式电子调速系统智能PID控制理论和技术的研究    段军

重载机车柴油机活塞可靠性关键技术的研究与应用    杨英

基于模糊逻辑的内燃机车大功率柴油机智能控制系统的研究    曹恒

基于机油检测方法动车组内然机磨损分析系统研究    王重茁

16V240ZJB型柴油机进气道的CFD计算分析    韩运动

机车柴油机相继增压系统研究    胡宗杰

基于ATmega16单片机的机车柴油机无级调速系统    满长忠

基于铁谱技术的机车柴油机状态监测研究    党学勇

机车柴油机远程故障诊断系统及其若干关键技术的研究    陈智君

瞬时转速诊断技术在机车柴油机状态检测中的应用研究    许小伟

内燃机车燃用重柴油的应用研究    王冬

机车柴油机喷油策略模拟研究    骆葳

机车用增压柴油机建模与仿真    王娟

提速机车柴油机轴系动力仿真方法研究    张宇