船用EGR柴油機(jī)性能改善仿真研究

《船用EGR柴油機(jī)性能改善仿真研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。

1、分類號(hào)：密級(jí)：UDC：編號(hào)：工學(xué)碩士學(xué)位論文船用EGR柴油機(jī)性能改善仿真研究碩士研究生：李宗營(yíng)指導(dǎo)教師：王銀燕教授學(xué)科、專業(yè)：輪機(jī)工程論文主審人：李曉波教授哈爾濱工程大學(xué)2018年3月分類號(hào)：密級(jí)：UDC：編號(hào)：工學(xué)碩士學(xué)位論文船用EGR柴油機(jī)性能改善仿真研究碩士研究生：李宗營(yíng)指導(dǎo)教師：王銀燕教授學(xué)位級(jí)別：工學(xué)碩士學(xué)科、專業(yè)：輪機(jī)工程所在單位：動(dòng)力與能源工程學(xué)院論文提交日期：2018年1月論文答辯日期：2018年3月學(xué)位授予單位：哈爾濱工程大學(xué)ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertationfortheDegreeofM.EngSimulationRese

2、archonPerformanceImprovementofMarineEGRDieselEngineCandidate:LiZongyingSupervisor:Prof.WangYinyanAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:MarineEngineeringDateofSubmission:Jan,2018DateofOralExamination:Mar,2018University:HarbinEngineeringUniversity哈爾濱工程大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：本論文的所有工作

3、，是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，由作者本人獨(dú)立完成的。有關(guān)觀點(diǎn)、方法、數(shù)據(jù)和文獻(xiàn)的引用已在文中指出，并與參考文獻(xiàn)相對(duì)應(yīng)。除文中已注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)公開發(fā)表的作品成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。作者（簽字）：日期：年月日哈爾濱工程大學(xué)學(xué)位論文授權(quán)使用聲明本人完全了解學(xué)校保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的有關(guān)規(guī)定，即研究生在校攻讀學(xué)位期間論文工作的知識(shí)產(chǎn)權(quán)屬于哈爾濱工程大學(xué)。哈爾濱工程大學(xué)有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件。本人允許哈爾濱工程大學(xué)將論文的部分或全部?jī)?nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索

4、，可采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文，可以公布論文的全部?jī)?nèi)容。同時(shí)本人保證畢業(yè)后結(jié)合學(xué)位論文研究課題再撰寫的論文一律注明作者第一署名單位為哈爾濱工程大學(xué)。涉密學(xué)位論文待解密后適用本聲明。本論文（□在授予學(xué)位后即可□在授予學(xué)位12個(gè)月后□解密后）由哈爾濱工程大學(xué)送交有關(guān)部門進(jìn)行保存、匯編等。作者（簽字）：導(dǎo)師（簽字）：日期：年月日年月日摘要隨著排放法規(guī)的日益嚴(yán)格，EGR技術(shù)作為一種行之有效的機(jī)內(nèi)降低NOx排放的措施得到人們的廣泛研究。在穩(wěn)態(tài)工況下，通過閉環(huán)反饋控制EGR率，柴油機(jī)可以達(dá)到經(jīng)濟(jì)性與排放性的最佳折中；然而在瞬態(tài)過程，進(jìn)氣氧含量與柴油機(jī)NOx排放的線性

5、相關(guān)性較大（與EGR率相比），EGR率不再是瞬態(tài)過程唯一的反饋控制變量。氧含量傳感器雖然能夠?qū)M(jìn)氣氧含量進(jìn)行精確測(cè)量，但是其存在滯后性并且受工作環(huán)境溫度影響較大，在瞬態(tài)過程很難對(duì)進(jìn)氣氧含量進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量。EGR系統(tǒng)的引入使通過渦輪的排氣流量減小，渦輪做功能力減弱，柴油機(jī)與壓氣機(jī)聯(lián)合運(yùn)行點(diǎn)向喘振邊界移動(dòng)，進(jìn)而影響柴油機(jī)的整機(jī)性能；另外在非EGR模式當(dāng)柴油機(jī)運(yùn)行在高負(fù)荷時(shí)，柴油機(jī)爆壓可能會(huì)超限，機(jī)械負(fù)荷增加。在EGR柴油機(jī)瞬態(tài)加載過程初期，由于渦輪增壓器存在遲滯效應(yīng)，柴油機(jī)進(jìn)氣量不足、空燃比下降，進(jìn)而導(dǎo)致柴油機(jī)Soot排放嚴(yán)重。為了解決上述EGR柴油機(jī)出現(xiàn)的一系列問題，本文利用GT-

6、power軟件建立了6EX340EF船用低速二沖程柴油機(jī)整機(jī)仿真模型，并通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了模型的準(zhǔn)確性，然后在此基礎(chǔ)上主要進(jìn)行了如下仿真研究：（1）進(jìn)氣氧含量與柴油機(jī)NOx排放的相關(guān)性分析。（2）人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在進(jìn)氣氧含量預(yù)測(cè)中的可行性驗(yàn)證。（3）進(jìn)排氣旁通和高工況放氣對(duì)EGR柴油機(jī)性能影響研究。（4）不同加載方案對(duì)EGR柴油機(jī)性能影響研究。（5）高壓氣源對(duì)EGR柴油機(jī)瞬態(tài)加載過程性能改善研究。（6）基于多目標(biāo)優(yōu)化算法對(duì)EGR柴油機(jī)整機(jī)性能進(jìn)行優(yōu)化。仿真計(jì)算結(jié)果表明：無論在穩(wěn)態(tài)工況還是瞬態(tài)過程，進(jìn)氣氧含量與NOx排放的線性相關(guān)性比EGR率與NOx排放的線性相關(guān)性更大，進(jìn)氣氧含量可

7、以作為反饋控制變量用于EGR柴油機(jī)的穩(wěn)態(tài)工況和瞬態(tài)過程的控制；與此同時(shí)在瞬態(tài)過程，通過試驗(yàn)驗(yàn)證了普通的氧含量傳感器存在明顯的滯后性，并且進(jìn)氣氧含量人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)值能夠很好地逼近進(jìn)氣氧含量實(shí)時(shí)仿真計(jì)算值。通過研究進(jìn)排氣旁通和高工況放氣對(duì)EGR柴油機(jī)性能影響可以發(fā)現(xiàn)，合理的進(jìn)排氣旁通可以提高壓氣機(jī)的喘振裕度以及降低EGR柴油機(jī)的油耗，高工況放氣可以使EGR柴油機(jī)在110%工況、-30℃以上環(huán)境中爆壓不超限。在加載方案方面，增大線性加載時(shí)間可以很好地改善EGR柴油機(jī)的整機(jī)性能，在相同加載時(shí)間下通