【摘要】：在現(xiàn)代發(fā)動機的開發(fā)過程中,數(shù)字式虛擬發(fā)動機這一概念正逐漸為人們所熟悉。相對于傳統(tǒng)的實體發(fā)動機而言,數(shù)字式發(fā)動機的本質(zhì)為開發(fā)過程(包括參數(shù)優(yōu)化與結(jié)果驗證等)是通過數(shù)值形式來開發(fā)而不是采用實物形式來完成。與傳統(tǒng)發(fā)動機開發(fā)技術(shù)相比,數(shù)值式發(fā)動機開發(fā)技術(shù)可以在概念設(shè)計階段即達到擬開發(fā)發(fā)動機性能目標(biāo)的90%以上,發(fā)動機性能數(shù)值式概念設(shè)計技術(shù)正快速發(fā)展。然而,目前國內(nèi)汽油機性能概念設(shè)計技術(shù)存在發(fā)展較為落后,整車與動力系統(tǒng)開發(fā)不匹配的問題,針對這一現(xiàn)狀,我團隊提出一種從整車性能需求出發(fā)的汽油機性能數(shù)值式概念設(shè)計理念,為汽油機概念設(shè)計提供一定指導(dǎo)。本文以四臺增壓直噴汽油機穩(wěn)態(tài)試驗結(jié)果為基礎(chǔ),通過對影響汽油機缸內(nèi)燃燒過程的關(guān)鍵參數(shù)如空燃比、燃燒始點、50%燃燒點、燃燒持續(xù)期等變化規(guī)律的總結(jié),找出汽油機缸內(nèi)燃燒過程關(guān)鍵參數(shù)的共性規(guī)律。發(fā)現(xiàn)汽油機缸內(nèi)燃燒效率與過量空氣系數(shù)具有良好的線性關(guān)系;同時,汽油機缸內(nèi)燃燒始點、50%燃燒點、燃燒持續(xù)期等參數(shù)主要隨汽油機轉(zhuǎn)速及負(fù)荷的變化而變化,并大致呈隨負(fù)荷增大而增大的變化規(guī)律;接著本文利用以上規(guī)律提煉出了汽油機性能概念設(shè)計過程中先進仿真技術(shù)所需的關(guān)鍵缸內(nèi)燃燒邊界條件,為汽油機開發(fā)過程中一維性能模擬計算優(yōu)化過程提供理論基礎(chǔ)及優(yōu)化方向。隨后,本文簡要介紹了基于整車性能需求出發(fā)的汽油機性能數(shù)值式概念設(shè)計理念的汽油機數(shù)值式概念設(shè)計平臺的建設(shè)思路,并根據(jù)汽油機缸內(nèi)燃燒過程關(guān)鍵參數(shù)的變化規(guī)律,建立了汽油機性能數(shù)值式概念設(shè)計一維仿真標(biāo)準(zhǔn)數(shù)模,減少汽油機概念設(shè)計過程中的重復(fù)建模工作。最后,利用一臺現(xiàn)有汽油機實測數(shù)據(jù)驗證了標(biāo)準(zhǔn)數(shù)模的有效性,為汽油機概念設(shè)計提供一定指導(dǎo)。
【圖文】：

圖 2.1 發(fā)動機缸內(nèi)過程示意圖律：熱量可以從一個物體傳遞到另一個換，但是在轉(zhuǎn)換過程中，能量的總值保系式可寫成如下形式：BWsseedU dQ dQ dW hdm hdm燒放出的熱量，，熱源項，（ J ）；氣缸壁面的換熱量，（ ）；質(zhì)的比焓，（ J / kg）；質(zhì)的比焓，（ ）；量，( kg )；量，( kg )。示活塞對外做功量，在壓縮沖程時活塞化做功這項必須加上負(fù)號，因此氣缸容

機工作過程仿真技術(shù)可以在研發(fā)概念設(shè)計階段預(yù)測發(fā)動機的性能，并進行多方的比較，以獲得最佳方案。發(fā)動機工作過程仿真技術(shù)還能進行設(shè)計參數(shù)的優(yōu)化計，通過研究對比發(fā)動機壓縮比、配氣正時、增壓器特性、進排氣系統(tǒng)的布局尺寸等各種設(shè)計參數(shù)；增壓器增壓壓力、發(fā)動機中冷器出口工質(zhì)溫度以及發(fā)動排氣背壓等各種熱力參數(shù)；發(fā)動機轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、發(fā)動機冷卻系溫度、機油壓力油溫等發(fā)動機實際運行參數(shù)對發(fā)動機性能的影響，可以獲得以上各項參數(shù)的最值，提高發(fā)動機性能。在進行仿真計算時，必須考慮到發(fā)動機實際工作過程中缸內(nèi)的熱力過程、換氣過程、氣體流動、工質(zhì)性質(zhì)、渦輪增壓器特性及其與發(fā)機的配合等影響仿真精度的關(guān)鍵參數(shù)，以保證發(fā)動機工作過程仿真的準(zhǔn)確性。3.1 汽油機工作過程的物理描述及仿真汽油機實際工作循環(huán)是非常復(fù)雜的，為獲得氣缸內(nèi)部實際情況，通常利用燒分析儀來觀察和記錄氣缸內(nèi)工質(zhì)壓力隨曲軸轉(zhuǎn)角的變化，所得結(jié)果即為 p-V功圖。由示功圖可以觀察到汽油機的各工作過程中壓力的變化，如圖 3.1 所示
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TK412

【參考文獻】

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1 劉敬平;付建勤;唐琦軍;徐政欣;鄧幫林;;自然吸氣式汽油機熱功轉(zhuǎn)換效率影響因素的共性規(guī)律[J];燃燒科學(xué)與技術(shù);2014年03期

2 張曉宇;劉敬平;詹樟松;閔龍;楊漢乾;;發(fā)動機性能數(shù)字式開發(fā)平臺的構(gòu)建與應(yīng)用[J];內(nèi)燃機學(xué)報;2008年S1期

3 柴國英;熊偉;王曉暾;韓琦;;QFD在柴油機總體概念設(shè)計中的應(yīng)用[J];車用發(fā)動機;2008年S1期

4 沈穎剛,王宇琳,鄭偉,申立中,韋靜思;內(nèi)燃機燃燒過程數(shù)值模擬技術(shù)發(fā)展概況[J];拖拉機與農(nóng)用運輸車;2004年01期

5 羅馬吉,黃震,蔣炎坤,陳國華;內(nèi)燃機進氣過程多維數(shù)值模擬的研究[J];車用發(fā)動機;2003年05期

6 趙以賢,畢小平,王普凱,劉西俠;車用內(nèi)燃機冷卻系的流動與傳熱仿真[J];內(nèi)燃機工程;2003年04期

7 許元默 ,帥石金 ,王燕軍 ,孫勇;發(fā)動機缸內(nèi)數(shù)值模擬現(xiàn)狀及發(fā)展方向[J];小型內(nèi)燃機與摩托車;2002年05期

8 錢作勤,陸瑞松,王建紅;內(nèi)燃機受熱零部件溫度場數(shù)值模擬研究的發(fā)展與現(xiàn)狀[J];交通科技;2000年04期

9 周毅;內(nèi)燃機氣缸壁面?zhèn)鳠岬臄?shù)值模擬[J];小型內(nèi)燃機;2000年01期

10 白敏麗,沈勝強,陳家驊,張志千;內(nèi)燃機傳熱全仿真模擬研究進展綜述[J];內(nèi)燃機學(xué)報;2000年01期

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1 馬貴陽;內(nèi)燃機缸內(nèi)湍流流動的數(shù)值模擬[D];大連理工大學(xué);2001年

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1 付兵兵;車用發(fā)動機熱力過程對排氣能量影響分析[D];重慶交通大學(xué);2014年

2 戴建營;內(nèi)燃機工作過程數(shù)值模擬[D];西華大學(xué);2007年

3 車義;現(xiàn)代汽車發(fā)動機技術(shù)的發(fā)展趨勢[D];哈爾濱工程大學(xué);2007年

本文編號：2568714