配氣相位對阿特金森循環(huán)汽油機經濟性影響規(guī)律研究
發(fā)布時間:2021-02-05 19:14
阿特金森(Atkinson)循環(huán)可以解決傳統(tǒng)奧拓(Otto)循環(huán)汽油機壓縮比低和部分負荷泵氣損失大的問題,從而提高了整機燃油經濟性,其中,調整配氣相位是Otto循環(huán)汽油機實現(xiàn)Atkinson循環(huán)的重要手段。掌握配氣相位影響Atkinson循環(huán)的節(jié)能機理及規(guī)律,是利用Atkinson循環(huán)提高燃油經濟性的基礎。本文針對一款1.0L排量的傳統(tǒng)Otto循環(huán)汽油機,建立了一維熱力學模型和三維流體動力學(Computational Fluid Dynamics,CFD)模型,試驗驗證了模型的有效性,用于后續(xù)Atkinson循環(huán)的仿真研究。設計了兩組面向Atkinson循環(huán)的配氣相位策略,進氣門早關(Early Intake-Valve Closure,EIVC)策略、進氣門晚關(Late Intake-Valve Closure,LIVC)策略,分別比原機230oCA(Crank Angle)進氣持續(xù)期減少、增加了30oCA;提高機械壓縮、匹配高滾流氣道,將1.0L汽油機的Otto循環(huán)設計成節(jié)能的Atkinson循環(huán)。一維熱力學模型探究了不同配氣相位策略影響泵氣損失的變化規(guī)律,三維CFD模型分析了...
【文章來源】:吉林大學吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:94 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
各國政府乘用車平均燃料消耗量限值
通過行政手段促使車企提升乘用車節(jié)能水平[7]。車用汽油機存在以下幾個問題,限制了燃油經濟性的提高:(限制了壓縮比的提高,當爆震發(fā)生時火焰以極高的速度向前傳流邊界層,使發(fā)動機過熱,功率下降,嚴重時會燒毀氣門,損塞等部件[8-9];(2)泵氣損失大,傳統(tǒng)汽油機的負荷是通過進氣,在部分負荷時節(jié)氣門開度較小,造成較大的節(jié)流損失增加活油經濟性[10-13]。為了解決以上問題,國內外企業(yè)和研究機構紛紛的技術路線,以日本的 TOYOTA 公司為例,其節(jié)能技術路線是降低排氣、冷卻、摩擦和泵氣等一系列損失,圍繞燃油能量流如圖 1.2 所示。這條節(jié)能技術路線的關鍵是應用 Atkinson 循環(huán)傳統(tǒng)汽油機上限制燃油經濟性的問題,是應對日益嚴格的油耗
圖 1.3 理想 Atkinson 循環(huán)的 p-V 圖和 T-S 圖根據(jù)熱力學知識,理想 Otto 循環(huán)的熱效率為: = 1 1 1··································· (1式中 ε=V1/ V2是壓縮比, 是等熵絕熱指數(shù)。理想 Atkinson 循環(huán)與理想 Otto 循環(huán)吸熱量相同,均為: 1= ( 3 2) = 1 1( 1) ····················· (1式中 λ=P3/P2是壓力升高比。理想 Atkinson 循環(huán)的放熱量為: 2= ( 4 1) = 1 1 1( 1 1) ···················(1式中 ρ=V4A/V3是膨脹比。由吸收的熱量和放出的熱量可以計算出理想 Atkinson 循環(huán)的指示熱效率為: 2= 1 2 1= 1 1 1 1····························· (1
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于神經網(wǎng)絡和遺傳算法的Atkinson循環(huán)發(fā)動機幾何壓縮比優(yōu)化[J]. 王森,趙金星,劉雙寨,袁志遠,徐宏昌. 內燃機學報. 2015(04)
[2]Atkinson循環(huán)發(fā)動機人工神經網(wǎng)絡模型的研究[J]. 趙金星,許敏,李明. 汽車工程. 2013(01)
[3]長安475Q混合動力發(fā)動機的仿真開發(fā)[J]. 王長園,劉福水,孫柏剛. 汽車工程. 2011(04)
[4]全可變氣門機構技術現(xiàn)狀的分析與研究[J]. 顧珂韜,楊化軍,董麗軍,陳儉. 內燃機與動力裝置. 2010(06)
[5]汽車碳排放限值法規(guī)和上汽應對策略研究[J]. 陳志鑫. 上海汽車. 2010(09)
[6]無節(jié)氣門負荷控制策略對汽油機性能影響的研究[J]. 王天友,張運泉,王利民,吳慶敏,劉大明,趙華,劉書亮. 內燃機學報. 2009(03)
[7]CFD技術在內燃機設計中的應用[J]. 索文超,韓樹,張晶. 車輛與動力技術. 2006(01)
[8]汽油機氣缸中滾動氣流運動對發(fā)動機性能的影響[J]. 劉書亮,劉珺,許振忠,宋飛舟. 內燃機學報. 1994(04)
博士論文
[1]全可變氣門機構汽油機泵氣損失控制及對燃燒過程的影響[D]. 胡順堂.天津大學 2009
碩士論文
[1]基于Atkinson循環(huán)的汽油機開發(fā)及性能優(yōu)化[D]. 張思遠.湖南大學 2015
[2]可變氣門驅動對汽油機缸內氣體流動特性及整機性能影響的研究[D]. 劉大明.天津大學 2008
[3]分層稀薄燃燒GDI發(fā)動機缸內濃度場的模擬仿真研究[D]. 陳芳菲.吉林大學 2008
本文編號:3019436
【文章來源】:吉林大學吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:94 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
各國政府乘用車平均燃料消耗量限值
通過行政手段促使車企提升乘用車節(jié)能水平[7]。車用汽油機存在以下幾個問題,限制了燃油經濟性的提高:(限制了壓縮比的提高,當爆震發(fā)生時火焰以極高的速度向前傳流邊界層,使發(fā)動機過熱,功率下降,嚴重時會燒毀氣門,損塞等部件[8-9];(2)泵氣損失大,傳統(tǒng)汽油機的負荷是通過進氣,在部分負荷時節(jié)氣門開度較小,造成較大的節(jié)流損失增加活油經濟性[10-13]。為了解決以上問題,國內外企業(yè)和研究機構紛紛的技術路線,以日本的 TOYOTA 公司為例,其節(jié)能技術路線是降低排氣、冷卻、摩擦和泵氣等一系列損失,圍繞燃油能量流如圖 1.2 所示。這條節(jié)能技術路線的關鍵是應用 Atkinson 循環(huán)傳統(tǒng)汽油機上限制燃油經濟性的問題,是應對日益嚴格的油耗
圖 1.3 理想 Atkinson 循環(huán)的 p-V 圖和 T-S 圖根據(jù)熱力學知識,理想 Otto 循環(huán)的熱效率為: = 1 1 1··································· (1式中 ε=V1/ V2是壓縮比, 是等熵絕熱指數(shù)。理想 Atkinson 循環(huán)與理想 Otto 循環(huán)吸熱量相同,均為: 1= ( 3 2) = 1 1( 1) ····················· (1式中 λ=P3/P2是壓力升高比。理想 Atkinson 循環(huán)的放熱量為: 2= ( 4 1) = 1 1 1( 1 1) ···················(1式中 ρ=V4A/V3是膨脹比。由吸收的熱量和放出的熱量可以計算出理想 Atkinson 循環(huán)的指示熱效率為: 2= 1 2 1= 1 1 1 1····························· (1
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于神經網(wǎng)絡和遺傳算法的Atkinson循環(huán)發(fā)動機幾何壓縮比優(yōu)化[J]. 王森,趙金星,劉雙寨,袁志遠,徐宏昌. 內燃機學報. 2015(04)
[2]Atkinson循環(huán)發(fā)動機人工神經網(wǎng)絡模型的研究[J]. 趙金星,許敏,李明. 汽車工程. 2013(01)
[3]長安475Q混合動力發(fā)動機的仿真開發(fā)[J]. 王長園,劉福水,孫柏剛. 汽車工程. 2011(04)
[4]全可變氣門機構技術現(xiàn)狀的分析與研究[J]. 顧珂韜,楊化軍,董麗軍,陳儉. 內燃機與動力裝置. 2010(06)
[5]汽車碳排放限值法規(guī)和上汽應對策略研究[J]. 陳志鑫. 上海汽車. 2010(09)
[6]無節(jié)氣門負荷控制策略對汽油機性能影響的研究[J]. 王天友,張運泉,王利民,吳慶敏,劉大明,趙華,劉書亮. 內燃機學報. 2009(03)
[7]CFD技術在內燃機設計中的應用[J]. 索文超,韓樹,張晶. 車輛與動力技術. 2006(01)
[8]汽油機氣缸中滾動氣流運動對發(fā)動機性能的影響[J]. 劉書亮,劉珺,許振忠,宋飛舟. 內燃機學報. 1994(04)
博士論文
[1]全可變氣門機構汽油機泵氣損失控制及對燃燒過程的影響[D]. 胡順堂.天津大學 2009
碩士論文
[1]基于Atkinson循環(huán)的汽油機開發(fā)及性能優(yōu)化[D]. 張思遠.湖南大學 2015
[2]可變氣門驅動對汽油機缸內氣體流動特性及整機性能影響的研究[D]. 劉大明.天津大學 2008
[3]分層稀薄燃燒GDI發(fā)動機缸內濃度場的模擬仿真研究[D]. 陳芳菲.吉林大學 2008
本文編號:3019436
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