变海拔环境下柴油机性能仿真研究

景 琦，骆清国

(陆军装甲兵学院 车辆工程系， 北京 100072)

装甲车辆行驶地域广阔，行驶工况多变复杂，而柴油机作为车辆行驶动力的重要来源，其可靠性是车辆完成作战任务的重要保证[1-3]。在我国西部地区，高原、山地分布广阔，在高原地区，当海拔从0 m上升到5 000 m时，空气密度下降41.7%，大气压力下降48.6%，气压的降低对柴油机的燃烧状况造成恶劣的影响，容易造成功率下降、排气温度过高、燃油经济性下降等问题[4-5]。

为了解决这一问题，研究者采用高原实地试验或在实验室搭建发动机海拔模拟试验平台的方法来探究柴油机高原性能变化情况[6-7]。Xin Wang等将柴油机测试台架安装在卡车上，实现了在不同海拔高度上移动测量发动机性能变化规律的目的[8]。Z.C.Kan等在实验室搭建了模拟高原环境的发动机测试系统，进行了冷启动过程中影响柴油机燃烧因素的研究[9]。Szedlmayer，M.在美国陆军建立的小型发动机海拔研究实验室内对直喷式涡轮增压柴油机进行试验，获得了在变海拔条件下，发动机燃烧和性能的变化规律[10]。高荣刚等利用仿真软件FIRE对不同海拔条件下柴油机缸内燃烧过程进行了三维仿真模拟[11]。

综上可知，利用试验方法对柴油机高原性能变化规律进行研究存在着测试投入大、试验周期长等问题。因此，本文基于发动机一维仿真软件GT-Power，利用试验与仿真相结合的手段，将特定工况下的柴油机试验数据用于校正发动机工作过程模型，仿真研究了海拔变化对柴油机燃烧特性以及整机动力性及经济性的影响规律。……