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1、第5期2014年10月內(nèi)燃機(jī)InternalCombustionEnginesNo．50ct．2014六缸柴油機(jī)不同工況仿真研究潘翠麗，蘇鐵熊。劉波，許俊峰(中北大學(xué)機(jī)械與動(dòng)力f：程學(xué)院，LLJ西太原030051)摘要：采用AVLBOOST軟件，建立了某六缸柴油機(jī)工作循環(huán)的計(jì)算模型，模擬柴油機(jī)的實(shí)際工作過(guò)程，模擬了不同燃燒起始角和不同負(fù)荷下柴油機(jī)的性能。計(jì)算結(jié)果表明模型是正確的．結(jié)果是可靠的。關(guān)鍵詞：柴油機(jī)；仿真；燃燒起始角；負(fù)荷中圖分類(lèi)號(hào)：TK422文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1000—6494(2014)05—0010—03ResearchonMath
2、ematicalSimulationoftheSix-cylinderDieselEngineinDifferentWorkingConditionsPANCuili，suTiexiong，LIUBo，XUJunfeng(SchoolofMechanicalandPowerEngineering，NorthUniversity，Taiyuan030051，China)Abstract：TheperformanceoftheSix-cylinderdieselengineiscalculatedbyAVLBOOSTsoftware．Auniquemath
3、ematicalmodelisestablishedforit．TheresultsindicatethatthemodelispropertoMathematicalSimulationoftheengine．Thepapersimulatestheperformanceofthedieselengineunderthedifferentcombustionstartingangleanddifferentload．Keywords：dieselen西ne；simulationcombustion；startingangleload0前言AVLBOO
4、ST軟件可以對(duì)內(nèi)燃機(jī)熱力循環(huán)過(guò)程進(jìn)行模擬計(jì)算，它通過(guò)建立發(fā)動(dòng)機(jī)模型模擬發(fā)動(dòng)機(jī)所有循環(huán)及進(jìn)排氣系統(tǒng)的特性。我們利用該軟件對(duì)某六缸柴油機(jī)的工作過(guò)程進(jìn)行模擬計(jì)算，并以實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為依據(jù)驗(yàn)證所建模型的正確性，然后分析燃燒起始角和不同負(fù)荷下對(duì)柴油機(jī)性能的影響。1柴油機(jī)工作過(guò)程的數(shù)學(xué)模型1．1基本假設(shè)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)的工作過(guò)程是包括物理、化學(xué)、流動(dòng)、傳熱等的復(fù)雜過(guò)程，將氣缸作為一個(gè)熱力系統(tǒng)，由活塞頂、氣缸蓋及氣缸套組成系統(tǒng)邊界。為了簡(jiǎn)化計(jì)算，作如下基本假設(shè)?：a．氣缸內(nèi)工質(zhì)是均勻的，即同一瞬時(shí)，氣缸內(nèi)溫度、壓力和濃度各處相同，而且在進(jìn)氣時(shí)由系統(tǒng)邊界進(jìn)入氣缸的空氣與氣缸內(nèi)殘
5、余廢氣很快混合。作者簡(jiǎn)介：潘翠麗(1987一)，女．碩士研究生，從事動(dòng)力機(jī)械結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)技術(shù)的研究。收稿日期：2014—04—15b．工質(zhì)為理想氣體，其比熱、內(nèi)能僅與氣體的溫度和氣體的成分有關(guān)系。c．氣體進(jìn)出氣缸的過(guò)程看作準(zhǔn)穩(wěn)定流動(dòng)，并不考慮流人流出時(shí)的動(dòng)能。d．不考慮進(jìn)氣系統(tǒng)內(nèi)壓力和溫度波動(dòng)造成的影響。e．缸內(nèi)工質(zhì)在工作過(guò)程中沒(méi)有任何泄漏。由上述假設(shè)，可以用三個(gè)基本參數(shù)(P，T及m)表示氣缸內(nèi)工質(zhì)狀態(tài)，用能量方程、質(zhì)量守恒方程以及狀態(tài)方程把整個(gè)工作過(guò)程聯(lián)系在一起。1．2燃燒模型AVLBOOST提供了多種燃燒模型，如Vibe，DoubleVibe
6、等。實(shí)踐證明利用Vibe公式建立柴油機(jī)的量化燃燒模型是可行的”】，因此我們采用Vibe函數(shù)模擬燃燒放熱率。柴油機(jī)的Vibe燃燒放熱規(guī)律為：等c等№-6．098(tp”-q’,)”。(1)儺嗍9矗鯽蛔一Q一=～．一～一卜皇卻出桀，●●●●●●●●，(●●●●●●●【第5期潘翠麗，等：六缸柴油機(jī)不同工況仿真研究式中，m為燃料品質(zhì)指數(shù)，妒為曲軸瞬時(shí)轉(zhuǎn)角，仇為燃燒起始角，仍為燃燒持續(xù)角，Q為燃料燃燒時(shí)放出的總熱量，工是燃料燃燒百分?jǐn)?shù)。1．3傳熱模型由氣缸蓋燃燒室表面、活塞頂面和氣缸套濕周表面組成氣缸周壁。氣缸內(nèi)的熾熱氣體通過(guò)氣缸周壁向冷卻液傳熱。根據(jù)工質(zhì)對(duì)氣缸
7、周壁面瞬時(shí)平均換熱系數(shù)口。和壁面平均溫度乃，可以計(jì)算出缸內(nèi)工質(zhì)對(duì)氣缸周壁的散熱率：魯：主訾：∑3咚一dr-L)(2)d妒一厶d口一厶“g“‘、‘7式中，口。為瞬時(shí)平均換熱系數(shù)；A為換熱面積；T為氣缸內(nèi)瞬時(shí)溫度；咒為壁面的平均溫度；f=1，2，3分別表示氣缸蓋、活塞和氣缸套。式(2)除了合理選擇％，瓦：，％外，最重要的是瞬時(shí)平均換熱系數(shù)理。，它的影響因素多，計(jì)算公式也多。但Woschni公式中傳熱主要是對(duì)流傳熱，并將輻射傳熱和燃燒對(duì)傳熱的加強(qiáng)作用合成一項(xiàng)，而且目前它已為許多人接受并為一系列算例所證實(shí)?。在內(nèi)燃機(jī)工作過(guò)程模擬中，目前國(guó)內(nèi)外多用Woschni
8、公式，因此本研究采用適用范圍較廣泛的Woschni(1970年)公式，其形式為：口g=2．06
