李军 韩永红

中车资阳机车有限公司发动机事业部调试班 四川资阳 641301

柴油机作为船舶的主要动力装置，其性能的好坏直接影响到船舶航行的安全和效率。对柴油机故障进行精确模拟和仿真，可以了解柴油机在不同故障情况下内部参数的变化。本文根据发动机模拟软体升压和主柴油机台架试验数据，建立了柴油机工作过程数值计算的数学模型，主要内容如下。

（1）采用容积法模型将复杂的柴油机模型简化为几个简单独立的子模块，包括汽缸模型、增压器模型、空冷器模型和进排气模型，最终建立柴油机的整机数学模型[1]。

（2）根据柴油机台架实验数据，进行柴油机工作模型的标定，确保建立的柴油机模型具有较高的仿真精确性。

（3）在75%负荷工况下，基于建立的柴油机模型，对柴油机故障进行仿真，故障类型包括喷油器针阀磨损、堵塞、喷油过早或过迟、油管漏油等。从数值分析的角度解释故障现象，探索柴油机主要性能参数变化的规律，为诊断结果提供依据。

1 柴油机主要参数

采用容积法模型，不用考虑空间上的不均匀性和湍流等细节问题，只需对各个工作过程做宏观上的数学描述，然后求解微分方程即可。本文建模仿真的柴油机为某船用中速柴油机，主要技术参数如表1所示。

表1 某船用中速柴油机主要技术参数

2 模型仿真计算与验证

参数设置。参数设置见表2至表3。燃烧放热规律用Vibe曲线拟合，基本形状与低速柴油机实际发热率曲线相似，通过传热模型中的各参数值来构建柴油机的仿真模型，模拟柴油机工作时缸内的参数变化[2]。……