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如何分析动态载荷下路灯车发动机的性能??? 路灯车出租, 花东路灯车出租,花东路灯车出租公司 路灯车路灯车往往在剧烈波动负荷下工作, 这样就需要先进的发动机技术使其热效率、输出功率、平均有效压力、输出转速等经常处于最佳状态, 才能有效降低发动机的油耗, 提高其动力性和燃油经济性.因此, 有必要对发动机在波动负荷下的动态工作性能进行研究.目前, 国内部分学者通过理论分析与试验研究, 较系统的探讨了发动机在非稳定工况下的缸内工作过程, 以及对发动机在动态工况下的动力性、经济性进行试验研究.但是传统的研究方法不能实现在没有车辆的情况下对发动机动态性能进行测试和优化, 也就不能同时进行发动机与车辆的研发, 这样势必延长车辆与发动机联合研发的时间.另外, 目前对发动机工作过程的性能研究主要集中在静态性能, 以施加剧烈波动载荷来研究发动机动态性能的研究不多.随着计算机仿真技术的发展与仿真软件的开发, 建立各种发动机动态特性的模型与仿真程序, 可以大大缩短发动机的开发和优化过程.AMESim是当今领先的应用于信号控制、机械、发动机等领域的系统建模、仿真及动力学分析软件, 可以完成涉及多学科领域的复杂系统建模, 并进行仿真和深入分析.本研究在AMESim环境下构建路灯车发动机系统的仿真模型, 对其加载具有代表性的推土机作业时的载荷, 探讨发动机系统的主要参数指标对动力性和经济性的影响, 以期为提高发动机的综合性能提供理论依据.
由于水冷直喷四冲程柴油机具有结构紧凑、热效率高、燃料经济性好、冷却效果好、使用可靠等优点, 在公路路灯车中得到了广泛应用.因此, 仿真过程中选取具有代表性的康明斯CI四冲程、水冷、顶置气门、直喷式六缸柴油机, 为了建模方便, 结合发动机系统构成, 将柴油机划分为进气、气缸、热交换、排气、调速、供油和外负载等系统.在AMESim草图模式下, 运用信号元件库、IPF-engine元件库和机械元件库构建发动机系统的仿真模型.选取路灯车中具有典型代表的推土机工作时的负载转矩信号对发动机进行模拟加载, 发动机负载转矩见.在参数模式下, 根据发动机参数确定模型参数, 包括燃料参数(燃料的密度、低热值、比热、气化潜热等), 气缸的参数(数量、排列形式、缸径、冲程、连杆长度、热交换模型等), 进排气门的参数, 以及喷油器参数等.http://www.diaojichuzu.com/
路灯车出租, 花东路灯车出租,花东路灯车出租公司 在仿真时起始转速值设定为额定转速1850r·min-1, 仿真时间设定为20s, 将仿真计算时间间隔设定为0.0001s. 发动机输出功率、平均有效压力和转速图.发动机输出转矩是平均有效压力的函数, 其走势与平均有效压力相同, 可参考曲线来分析. , 发动机的输出功率、平均有效压力随着负载力矩的增减而增减;而转速变化与负载力矩的变化相反.这与真实发动机工作时是一致的, 当车辆遇到较大阻力时, 发动机在提高输出转矩适应外部阻力的同时转速将降低. 还发动机在加载瞬时其输出功率达到160kW、平均有效压力达到8.6bar, 转速从开始的1850r·min-1降低到1600r·min-1转附近, 而此时的负载力矩仅为80Nm, 这似乎与负载力矩较低时发动机的输出功率和平均有效压力也应该较小, 而转速较高的情况不符.事实上, 这正是对发动机工作在波动负荷状态下的真实模拟, 并不违背发动机输出转矩、功率和转速的关系.因为在加载的瞬间, 发动机的工作状态由空负载到负载状态, 在极短时间内通过功率升高和转速降低来对加载进行适应, 只是这个时间间隔极短, 当发动机输出与外部负载适应后就会回到关系曲线上. 0～3s内功率都处在130kW以下, 在4～12s内功率超过了150kW, 这个时间段正好是外部牵引力较大的时刻, 到14s以后功率回到130kW以下.显然这样超负荷的工作状况是不合理的(仿真所采用的柴油机额定功率为132kW).可见把起始转速设为发动机的额定功率转速处并不合理, 这样做虽然能够提高发动机的输出功率, 但却使发动机经常工作在超负荷的状态下.因此有必要将转速从1150～1800r·min-1以50r·min-1为间隔来进行仿真, 分析最合适的起始转速、输出功率与平均有效压力. 曲线1～14分别对应起始转速从1150～1800r·min-1的发动机输出功率.输出功率随着起始转速升高而增加.转速为1150r·min时, 发动机的功率有65%在120kW以下, 不能充分利用发动机功率.转速为1800r·min-1时, 发动机功率有近50%在140kW之上, 超过了额定功率造成发动机长时间超负荷运转, 影响发动机使用寿命.理想的调速起始转速应该使发动机既能充分发挥其功率, 又不会使发动机长期处在超负荷运行的状态之下, 而且可以兼顾到发动机转速始终围绕调速起始转速附近波动. ., 发动机在不同的起始转速时其平均有效压力只是在启动开始有所变化, 待运行平稳后基本一致.平均有效压力是输出转矩的直接函数, 它能间接体现发动机的输出转矩, 而输出转矩是由外界水平工作阻力决定的, 二者基本保持一致.这也体现了发动机与外界负载相互作用、适应, 并达到平衡的关系.图8是发动机的转速曲线图, 随着起始转速从1150～1800r·min-1逐渐升高, 曲线呈现出依次上升的趋势.油耗量随着发动机起始转速的提高而增加.随时间增长曲线逐渐扩散表明, 耗油量的增幅也逐渐增大.通过分析可以得出, 将发动机的转速设定在1600r·min-1附近时, 也就是其额定转速的85%, 其输出功率充分、不会长时间地超负荷, 而且有一定的功率裕量, 面对突加的超负荷不会造成发动机熄火.另外, 此时的转速曲线波动正常, 油耗量居中, 经济性与动力性都得到了较好的实现.
在AMESim仿真软件环境下, 建立发动机系统的仿真模型, 以路灯车中具有典型代表的推土机工作时的负载转矩对发动机进行加载, 充分接近现实推土机的工作环境和状态, 从而进行发动机在波动载荷下的动态性能仿真分析, 得出发动机在动态载荷作用下的输出功率、平均有效压力、输出转速以及燃油消耗量之间的关系.在负载增大时发动机的输出功率增大、耗油量增加, 发动机转速降低.起始转速的提高会导致耗油量增加, 而且增幅也逐渐增大.起始转速设定在额定转速的85%左右是合理的.从仿真结果可以精确地确定出与牵引力相对应的耗油值和转速值, 以及发动机的输出功率.采用仿真方法来研究路灯车发动机的动力性和燃油经济性是可行的, 而且能够对某种具体的作业状态或某个具体参数进行准确的研究, 为工作状态的可取性或参数的合理确定提供依据.
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