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1、·92·內(nèi)燃機與配件渦輪增壓柴油機修后試驗及性能仿真ExperimentandPerformanceSimulationoftheTurbochargedDieselEngineafterRepairment向軍①XIANGJ咖；許光②XUG咖g；楊叔華②YANGShu-h岫；梁前超①LIANGQian—chao(①海軍艦艇學院，大連116013；②海軍某裝備處，寧波315122)((童)NavalUniversityofEngineering，Dalian116013，China；(室)EquipmentDepartmentofNavy，Ningbo315122，Chi
2、na)摘要：本文在維修渦輪增壓器主機時，針對水下特殊工況條件下的性能進行了仿真計算并與臺架試驗結(jié)果進行了驗證。特別是對柴油機在高真空、高背壓及負載突變等特殊工況下的性能計算預測，與試驗臺架數(shù)據(jù)相比較取得了令人滿意的結(jié)果。計算結(jié)果對柴油機的維修、性能預測及管理使用具有較大的指導作用。Abstract：Intherepairmentofturbochargerengine，aimedattheperformanceofunderwaterspecialworkingconditions，thispaperUSeSthesimulationcalculationtoverify
3、thebenchtestresults．especiallyfortlleperformanceofthedieselengineunderspecialconditionssuchashighvacuum，highbackpressureandloadsuddenchange．Comparedwiththebenchdata，theresultsaresatisfactory．Thecalculationresultshavegreatdirectivefunctiontothemaintenance，performancepredictionandmanagement
4、ofthedieselengine．關(guān)鍵詞：柴油機；仿真；高真空；負載突變Keywords：dieselengine；simulation；hiIghvacuum；loadsuddenchange0引言維修船用主機渦輪增壓器時針對潛艇特殊工況條件下的臺架實驗比較困難、實驗的難度和范圍非常有限。因此，進行性能仿真計算預測柴油機的性能是一個有效的手段。但是前提條件是主機渦輪增壓器性能計算精確度高、仿真速度快、并與臺架實驗結(jié)果進行比較驗證。長期以來，國內(nèi)外對渦輪增壓柴油機在進氣真空度、高排氣背壓工況的研究大多是實機試驗。通過模擬高進氣真空度、高排氣背壓的工作環(huán)境，測定其性能及有
5、關(guān)參數(shù)。這種研究方法不僅耗資大，周期長而且限于發(fā)動機的具休結(jié)構(gòu)和測試條件所得的結(jié)果往往帶有一定的局限性。因此研究大氣條件變化對增壓柴油機的影響及性能仿真在臺架試車中的應用具有較高應用價值。1渦輪增壓柴油機受大氣狀態(tài)(大氣壓力、真空度等)影響及修正1．1經(jīng)驗修正公式渦輪增壓柴油機受大氣狀態(tài)(大氣壓力、真空度等)的影響由工廠和使用單位協(xié)商解決。一般使用國際內(nèi)燃機協(xié)會的功率經(jīng)驗修正公式，渦輪增壓柴油機功率如下：N。=aN曲A：K+0．7(K-1)(j一一1)q帕阽憊=(昔)m(秘(魯)9式中：N，——增壓柴油機功率；a_修正系數(shù)：T——中冷器冷卻水進口溫度。m、n、q為指數(shù)：m
6、=0．69～0．77；n=2．1～2．4(無中冷)、一1．5(有中冷)：q=l—1．70國內(nèi)有的資料建議指數(shù)取值如表1。表1anlnq非增壓四沖程柴油機】lO．750渦輪增壓無中冷計算值O．72．00——四沖程柴油機有中冷計算值0．71．2I1．2增壓柴油機受進氣真空度及排氣背壓的影響分析排氣背壓增大的主要原因為：通氣管狀態(tài)工作：廢氣排水：排氣道或排氣管嚴重積炭及其它因素。排氣阻力增大時會導致：①殘余廢氣系統(tǒng)IT增大：②由于rr增大，使充氣終點溫度T日升高；③四沖程機排氣耗功增大；二沖程機鼓風機耗功增大；④循環(huán)充氣量減少；⑤空氣過量系數(shù)a減小，導致燃燒過程惡化，因而又會引
7、起：氣溫度升高、排氣帶走的熱量增加、氣缸壁溫度升高，熱負荷增大、氣缸每循環(huán)的有效功減小(指示功率和有效功率降低)、發(fā)動機經(jīng)濟性變壞(有效耗油率增小)。圖1為某柴油機進氣真空度對主機性能的影響；圖2為排氣背壓波動下柴油機性能的影Ⅱ向。表明了柴油機燃油消耗量、功率隨轉(zhuǎn)速的變化關(guān)系。從圖2看到，對某柴油機進氣真空度增高又是排氣背壓增大的直接結(jié)果。壓力正常時最大功率為2000馬力，每小時耗油為376公斤，耗油率為188克瑪力小時，而排氣背壓增大時，最大功率僅為1600’馬力，每小時耗油318公斤，耗油率為199克馬力小時，功率下降20
