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1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1研究背景

柴油发动机作为现代运输方式中至为重要的一员，在陆地海洋运输事业中都起到了十分关键的作用，扭矩大，经济性能好的优点使柴油机可以更为优异地应用到大型运输设备上。经过一百多年的技术不断完善和各种高新科技的结合应用^[1,2,3]，例如电控直喷、共轨^[2]、涡轮增压、中冷等技术在当代柴油机上的应用^[3,4]，使原来柴油机存在的缺点得到了较好地解决，加上原本柴油机在节能和co₂排放方面的优势，使柴油机成为所有热力发动机中无法取代的“绿色发动机” 。

1.2国内外研究现状

目前来看，国外从上世纪七十年代就开始针对柴油机建模仿真技术做了大量模拟研究^[5,6,11,12]，国内是从八十年代才开始这方面的研究，切最初进行的都是舰船领域的仿真技术研究。平均值模型也是基于准稳态的非线性模型，将涡轮增压柴油机划分涡轮增压器(压气机和涡轮)，中冷器、进排气管、缸内工作过程、调速器等相互独立的模块来分别建模，忽略对复杂的气缸工作过程和曲柄连杆机构动力学的计算，对清晰的物理过程用代数方程或微分方程表示，对复杂的物理过程则用经验公式表示或根据试验数据插值计算，不考虑循环波动，重在描述柴油机状态变量的平均值随时间的变化过程^[1,4,5]。

虽然近几年来国内外用于柴油机性能预测和设计方面的模拟工作过程模型得到了充分又迅速的发展，比如缸内膨胀的剩余功吸收系统、电子控制油泵、电控喷油定时、涡轮增压器的研究等都取得了很大的成就。但是用于柴油机控制系统方面的工作过程模型则相对较少，并且比较不完善^[8]。

2. 研究的基本内容与方案

2.1研究内容

主要完成柴油机常见的建模方法的调研、根据柴油机的工作原理和相关计算经验公式总结柴油机整机数学模型；以matlab/simulink软件为仿真平台，建立某柴油机平均值模型，主要将柴油机分为增压器、中冷器、缸内工作过程、调速器等模块，分别建模并封装。用代数方程或微分方程表示清晰的物理过程，通过经验公式表示和试验数据插值表示复杂的物理过程,不过多考虑柴油机的循环波动，重在描述柴油机状态变量的平均值的变化过程。根据仿真结果选取典型负荷特性曲线对柴油机负荷特性进行分析。

2.2研究目标

为了满足电控柴油机硬件在环仿真系统对发动机模型的需要、给柴油机技术革新提供准确模型数据，因此通过运用建立平均值模型来提高结构参数和性能参数：将涡轮增压柴油机划分涡轮增压器，中冷器、进排气管、缸内工作过程、调速器等相互独立的模块来分别建模，用代数方程或微分方程表示其工作物理过程量，用经验公式表示较为复杂的工作物理量或根据试验数据插值计算其数值,再通过数据分析来更好地描述柴油机状态变量的平均值随时间的变化过程，为柴油机性能仿真技术研究提供参考。

2.3技术方案及措施

（1）搜集国内外研究柴油机性能仿真研究的中英文文献，阅读并整理文献，为后续工作做铺垫；

3. 研究计划与安排

（1）英文翻译、文献阅读报告及开题报告；（第1周—第3周）

（2）找并阅读文献，总结柴油机常见的建模方法、根据柴油机的工作原理和相关计算经验公式总结柴油机整机数学模型； （第4周—第5周）

（3）学习柴油机平均值模型建模软件； （第6周—第8周）

4. 参考文献（12篇以上）

[1]张望. 基于matlab/simulink的船用柴油机仿真研究[d].武汉理工大学,2013.

[2]王永坚,杨国豪.基于simulink船用智能柴油机共轨喷射系统视景仿真[j].集美大学学报(自然科学版),2012,17(01):43-48.

[3]黄麟,林叶春.船用低速柴油机喷油系统的simulink仿真研究[j].科技视界,2012(08):139-140 74.