1。3 柴油机国内外研究发展状况

1。4 本文研究的意义以及主要内容

1。4。1  本文研究的意义

当前我国车用柴油机在一些轻型汽车领域发展飞快，但是很少甚至不应用于轿车 等微型汽车。而我国小轿车快速发展的势头以及日趋严峻的能源短缺问题使得如何有 效减低汽车的燃油消耗量和发动机性能的提高亟待解决[20]。由于柴油机领域更多的先 进技术，其在环保和节能方面可以发挥更大的积极作用。另外由于柴油机显著的机械 性能，大力发展柴油机将会是汽车行业发展的必然趋势。

鉴于柴油机种种优点和全球车载动力装置柴油化的趋势，使得研究柴油机以提高 其运行性能和减少排放有着较大的前景。由于传统柴油机的喷油系统的喷射压力较 低，不能满足全面控制排放的需要，因此通过提高柴油机的喷油压力来控制缸内燃烧 过程有着很大的发展前景。本文研究的目的就在于通过控制其他影响柴油机性能的因 素继而探讨喷油压力对柴油机性能的影响，为提高柴油机的性能寻找一条有效途径。 这符合我国的能源政策和环境保护的要求，利于加速国内汽车行业以赶上国际水平， 对提高国际竞争力有着积极的作用。

1。4。2  本文的主要内容

（1）调研收集分析相关资料，熟悉 AVL BOOST 软件；

（2）根据给定的某柴油机参数，在 AVL BOOST 软件中建立某柴油机的整机计 算模型；

（3）在实验数据的指导下，通过参数的调整与优化，最终得到可靠的仿真计算 模型；

（4）研究喷射压力对柴油机性能的影响。

第二章 BOOST 的相关理论基础和燃烧模型

2。1 计算气缸内热力过程时的基本假设

出于简便考虑，AVL BOOST 对缸内热力过程做了如下一些假设：

（1）气缸内工质的质量均匀，不考虑气缸内各点的工质压力、温度和组分的差 异，并认为在进气期间流入气缸内的空气与缸内内残余废弃实现瞬时的完全混合；

（2）工质为理想气体，它的比热、内能仅与气体温度和气体成分有关；

（3）燃料喷入气缸内时立即燃烧；

（4）空燃比从燃烧始点到燃烧终点逐渐减小。

2。2 柴油机缸内热力过程基本守恒方程

柴油机作为动力装置，将柴油或其他燃料在气缸内燃烧产生高压高温推动活塞做 功，将热能转化成机械能。该过程一般分为四部分，即进气、活塞上行压缩气体、燃 烧做功和最后的排气。在柴油机的热力循环中，可以通过能量守恒、质量守恒和气体 状态方程联系起来。AVL BOOST 正是通过这些守恒方程来建立缸内热力过程模型以 模拟实际柴油机的运行工况。

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图 2-1 柴油机缸内的能量守恒

如图 2-1 所示，柴油机内的热力状态的计算利用了热力学第一定律：

气缸内的质量的变化可以通过流入和流出的质量总量来进行计算：

   

d d d dt d

其中： d (mc u) －气缸内能量的变化；

－单位时间活塞所做的功；

dQF   －单位时间内进入气缸内燃料的热量；

ddQw  －单位时间的壁面热损失；

dmBB －进排气引起的焓流动；

d