基于燃烧室与增压器匹配的柴油机热效率优化设计及仿真研究
2021-10-19刘明超尧命发郑尊清梁和平束铭宇
内燃机工程 2021年5期
刘明超,尧命发,王 浒,郑尊清,梁和平,束铭宇
(1.天津大学 内燃机燃烧学国家重点实验室,天津 300072;2.玉柴联合动力股份有限公司,芜湖 241080)
0 概述
柴油机由于具有热效率高、输出转矩高等优势,广泛应用于重型汽车、工程机械、农业机械、船舶和发电等领域,在国民经济和社会生活中发挥着重要作用,但同时重型柴油机也消耗了大量的石油资源。如何进一步提高重型柴油机热效率从而降低油耗对于减少石油消耗和二氧化碳排放有重要的意义。
除了热效率外,柴油机常用工况的不同也是影响柴油机实际使用油耗的重要因素。对于同一型号的柴油机,其最低油耗区一般在某一固定工况区间,但是在不同的应用场景,柴油机的常用工况有很大的不同,如:城市道路车辆的常用工况为低速中低负荷,重载自卸车和发电机组的常用工况为中等转速中高负荷,重型工程机械的常用工况为高速中高负荷。探究如何通过燃烧系统的优化匹配提高热效率并使柴油机的最低油耗区间落入其使用频率最高的工况区间,满足不同应用场景的需求,对降低柴油机实际使用油耗有重要意义。
提高压缩比是提高热效率的有效手段之一[1-3]。文献[4]中研究表明,在一定范围内适当增大压缩比有利于改善柴油机经济性能。文献[5]中研究表明,将压缩比由18提高到26时,指示热效率可提高约5%。合理匹配涡轮增压器是改善柴油机油耗的另一有效手段。文献[6]中研究表明,采用涡轮增压后发动机燃油经济性可以改善10%左右。……
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