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本文对国内外高速大功率柴油机的现状进行了分析，探讨了TBD604B柴油机提高功率的必要性和可行性。确定了研究方向。同时，对国内外相关课题的研究现状和研究水平进行了分析。提出了在结构不做大改动的条件下将TBD604B柴油机功率提高10％的目标和总体设计思路。确定了需改进的系统和研究方法。 在本文的计算中建立了等压出油阀流动模型，在模拟分析中考虑了等压出油阀的影响。经计算分析P10型喷油泵配用2.5mm高压油管，从喷油压力、喷油速率、喷油持续期等参数来看，完全可以满足提高功率后的TBD604B柴油机对燃油系统的要求。 本文论述了工作过程计算理论及方法，经对TBD604B柴油机实测放热规律分析，确定了采用双韦伯曲线的燃烧放热规律，并应用此方法对TBD604B柴油机的工作过程进行了计算。该方法对于预测柴油机的性能参数可以满足要求。建立了适合于电站运行情况的全工况优化数学模型，并应用最优化计算方法进行了求解。得到了改进后的柴油机最佳喷油提前角和相应的配气定时。试验结果表明在30度左右喷油提前角时综合油耗最低。 本文以复合高次方凸轮型线为基础，探讨了凸轮型线的优化设计方法，对TBD604B柴油机原机的配气凸轮进行分析了解了TBD604B柴油机配气凸轮的升程函数为高次方曲线，且经优化，在允许的最大正加速度条件下，丰满系数已达最大值。应用本文的方法重新设计了凸轮型线。 根据TBD604B柴油机活塞特点，计算了活塞温度场。进行了活塞温度测量试验。确定提高功率后的TBD604B柴油机活塞温度与原型机相当。 经过结构改进、提高功率的TBD604BL6柴油机经过性能试验和1OOh可靠性考核试验、分解检查，表明TBD604BL6柴油机经过优化设计后，功率捉高了10％，并且运转平稳，性能参数正常，零部件可靠，无明显磨损，符合DUETZ-MWM公司的技术要求，达到了改进设计的目的，为将来船用主机、船用电站的选型扩大了功率范围，使TBD604B柴油机综合性能达到国内领先水平。使用户选择的余地更大。