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柴油机作为动力机械凭借着自身功率覆盖范围广泛,热能利用效率高以及工作稳定可靠性好的优点,在社会的发展建设中占据着非常重要的地位。但是随着石油资源逐渐紧缺,人们所生活的大气环境逐渐恶化,柴油机的使用和改进也将面对逐渐困难的局面。提高柴油机的热效率以及降低柴油机的排放指标一直以来都是专家学者们的研究方向,米勒循环应运而生。米勒循环在奥托循环的基础上,通过提前进气门的关闭时刻和延迟进气门的关闭时刻这两种作用形式,让柴油机产生了新的工作循环方式。与传统的柴油机进行对比,一方面米勒循环模式下实际压缩冲程变短,造成膨胀比大于压缩比的情况,使混合气进一步膨胀做功释放内能,提升了柴油机的热效率;另一方面米勒循环过程,降低了缸内的温度和压力,温度的降低可以对柴油机的NO_x排放起到显著的改善作用,压力的降低保证了柴油机工作过程的稳定。本文根据DK-28柴油机的参数,配合AVL_BOOST的设置要求,创建了柴油机仿真模型。在AVL_BOOST软件中利用改变进气门升程曲线的方式来改变进气门的关闭时刻,研究米勒循环模式对柴油机性能的影响。以10°CA为间隔,在50%与25%两种工况条件下,各设置了6组共计12组米勒循环模式来计算进气门延迟关闭角度对柴油机功率、平均有效压力、有效燃油消耗率、缸内温度以及缸内压力的影响。并且利用AVL_BOOST仿真计算结果计算出DK-28柴油机50%工况以及25%工况米勒循环模式下活塞顶部边界条件,结合经验公式计算出的活塞侧面和活塞内腔的边界条件,导入到ANSYS软件中加载计算,得到活塞稳态温度场和应力场仿真结果,将AVL_BOOST发动机整机仿真软件与ANSYS有限元分析软件做了结合。由AVL_BOOST性能仿真得到的50%工况和25%工况下柴油机米勒循环模式计算结果可知:米勒循环提升了柴油机的热效率;降低了缸内温度和压力;50%工况下,DK-28柴油机米勒循环模式最佳进气门延迟角为30°CA左右;25%工况下,为40°CA左右。由ANSYS有限元模拟仿真得到的50%工况和25%工况下柴油机米勒循环模式活塞稳态温度场分布云图,热应力分布云图和热变形分布云图可知:随着米勒循环进气门关闭角的延迟,活塞的最高温度,最大热应力和最大热变形量都有所下降。活塞温度的变化趋势总体上是从活塞的顶部开始到活塞裙部位置逐步下降,其中最高温度的位于燃烧室的顶尖处,最低温度的位于活塞裙部的底端;活塞整体的热应力不大,热应力的分布状况呈现出从活塞头部位置到活塞裙部位置逐渐减小的趋势;活塞的最大热变形量位于活塞顶面边缘处,并且变形量从活塞顶部到活塞裙部逐渐减少,最小热变形量位于活塞销座内端。