闭式循环柴油机是不依赖空气动力系统AIP方案的一种,它以高性价比、短研制周期、安全可靠和易于实现等优点而获得广泛关注。国内主要是关于闭式循环柴油机系统的部分设备和技术进行研究,缺少系统集成方面的工作;本文就闭式循环柴油机在实际应用中的诸多限制,分别从结构布局和控制方法两个方面提出一套可行的闭式循环柴油机系统集成化设计方案,提高其装置化和工程化的应用程度,同时探讨闭式循环柴油机在高压下的运行性能。本文主要完成以下几个方面的工作:1)根据现有的台架设计经验,将闭式循环柴油机分为动力系统、配气系统、二氧化碳处理系统、水管理系统以及控制系统五个分系统单元,并按照集成要求对各分系统模块进行匹配设计,使柴油机能够根据设计方法快速改装以实现闭式运行工作。2)闭式循环柴油机的监控是一个多变量的控制系统,对其主要的功能“人造大气”的配比、二氧化碳的吸收控制、开闭式转换控制等进行控制方案的设计,并通过PLC的编程软件和组态王工控软件设计监控的人机界面,完成系统的控制功能及可视化要求。3)在现有实验台架的基础上进行实验验证,利用测量文丘里管不同孔径处温度和压力的方法来获得混合进气的比热比,以及实现喷淋冷却器的加压供水控制,研究其冷却效果,验证控制系统的可行性,同时减少测量元件和控制系统的复杂程度,达到系统的集成目的。4)进行闭式循环高压柴油机的相关研究,利用GT-Power软件建立柴油机闭式运行的仿真模型,对柴油机的配气相位进行优化调整,通过改变其配气相位来增加循环气体的进气量,从而提高系统的压力,分析系统压力对闭式循环柴油机性能的影响,为增压闭式循环柴油机的进一步研究提供参考。