低散熱汽油機Atkinson循環(huán)能量分配特性研究
發(fā)布時間:2022-11-05 10:12
在傳統(tǒng)燃油汽車和新能源汽車并行發(fā)展的新時期,不斷提高車用發(fā)動機的熱效率、優(yōu)化整機工作性能是十分重要和迫切的研究課題。傳統(tǒng)奧托(Otto)循環(huán)汽油機熱效率較低,能量分配不理想,散熱能量和排氣能量占總能量的2/3左右。為了優(yōu)化汽油機能量分配特性,本文將原機Otto循環(huán)改進為膨脹沖程相對較長的阿特金森(Atkinson)循環(huán),同時結(jié)合缸內(nèi)低散熱技術(shù),以降低散熱能量損失和排氣能量損失、提高指示熱效率。結(jié)合仿真、試驗、理論分析,在2000r/min、理論當(dāng)量比燃燒工況下,揭示了不同負(fù)荷下低散熱Atkinson循環(huán)汽油機的進氣特性、燃燒放熱特性;探究了指示功、散熱能量、排氣能量在不同工作循環(huán)、不同缸內(nèi)散熱條件、不同負(fù)荷時的分配特點;并研究了排氣早開角和廢氣再循環(huán)率(EGR率)對低散熱Atkinson循環(huán)汽油機工作性能的影響規(guī)律。主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下:(1)首先根據(jù)原機的結(jié)構(gòu)參數(shù)和試驗數(shù)據(jù)建立、耦合、標(biāo)定了某1.6L汽油機的一維和三維仿真模型,并在驗證完成后對原機模型進行改進:取消節(jié)氣門,設(shè)計得進氣晚關(guān)角為90°CA、120°CA、140°CA的三組進氣門升程曲線以匹配80%、49%、27%負(fù)荷工...
【文章頁數(shù)】:89 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 選題背景
1.2 選題依據(jù)
1.2.1 Otto循環(huán)與Atkinson循環(huán)
1.2.2 低散熱發(fā)動機
1.3 選題意義
1.4 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.4.1 Atkinson循環(huán)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.4.2 低散熱發(fā)動機國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.5 研究目標(biāo)、內(nèi)容和方法
第二章 發(fā)動機仿真模型的建立與標(biāo)定
2.1 一維整機模型的建立
2.1.1 數(shù)值計算基本原理
2.1.2 數(shù)值模型
2.1.3 整機模型
2.2 三維模型的建立
2.2.1 數(shù)值計算基本原理
2.2.2 數(shù)值模型
2.2.3 網(wǎng)格模型
2.3 仿真模型的驗證
2.4 本章小結(jié)
第三章 汽油機低散熱Atkinson循環(huán)的方案設(shè)計與優(yōu)化
3.1 Atkinson循環(huán)的方案設(shè)計與優(yōu)化
3.1.1 新凸輪型線的優(yōu)化設(shè)計
3.1.2 新凸輪型線的驗證
3.2 高幾何壓縮比的設(shè)計方法
3.3 低散熱燃燒室的實現(xiàn)方案
3.4 本章小結(jié)
第四章 低散熱Atkinson循環(huán)汽油機燃燒放熱特性
4.1 最佳點火提前角
4.2 進氣特性
4.3 燃燒放熱特性
4.3.1 缸內(nèi)環(huán)境變化
4.3.2 火焰發(fā)展過程
4.3.3 放熱規(guī)律
4.4 本章小結(jié)
第五章 低散熱Atkinson循環(huán)汽油機能量分配特性
5.1 能量分配特性
5.1.1 壁面?zhèn)鳠釗p失
5.1.2 指示功
5.1.3 排氣能量
5.1.4 整機能量分配
5.2 排氣早開角對低散熱Atkinson循環(huán)汽油機能量分配的影響
5.2.1 排氣門升程曲線
5.2.2 排氣早開角對能量分配的影響
5.2.3 排氣早開角對低散熱節(jié)省能量流向的影響
5.3 EGR率對低散熱Atkinson循環(huán)汽油機能量分配的影響
5.3.1 EGR率對燃燒放熱規(guī)律的影響
5.3.2 EGR率對能量分配特性的影響
5.3.3 優(yōu)化后整機性能與原機性能的對比
5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
6.1 全文總結(jié)
6.2 展望
致謝
參考文獻
在學(xué)期間發(fā)表的論文和取得的學(xué)術(shù)成果
【參考文獻】:
期刊論文
[1]排氣早開角對低散熱Atkinson循環(huán)汽油機能量分配的影響[J]. 劉陽,何義團,韓翠杰,袁晨恒. 車用發(fā)動機. 2018(01)
[2]Atkinson循環(huán)發(fā)動機燃油經(jīng)濟性與排放性試驗[J]. 孫柏剛,湯弘揚,陳宇航,謝誠,范英杰. 北京理工大學(xué)學(xué)報. 2016(09)
[3]Atkinson循環(huán)發(fā)動機進氣系統(tǒng)匹配優(yōu)化模擬與試驗[J]. 秦靜,張?zhí)┾?裴毅強,任源,李翔,王同金. 天津大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)與工程技術(shù)版). 2016(11)
[4]增程式電動車用Atkinson循環(huán)發(fā)動機的仿真開發(fā)[J]. 趙越,祖炳鋒,徐玉梁,王振,李德勝. 內(nèi)燃機工程. 2016(05)
[5]進氣門晚關(guān)與高壓縮比技術(shù)在汽油機上的應(yīng)用[J]. 秦靜,李云龍,張少哲,裴毅強,尚宇,趙煥,吳學(xué)松,劉斌,胡鐵剛,詹樟松. 天津大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)與工程技術(shù)版). 2014(11)
[6]基于模型的Atkinson循環(huán)發(fā)動機燃油經(jīng)濟性遺傳算法優(yōu)化[J]. 趙金星,許敏,李冕,王斌. 內(nèi)燃機工程. 2014(05)
[7]高壓縮比HCNG發(fā)動機配氣機構(gòu)仿真研究[J]. 蘇志凱,何義團,喬海江,邵毅明. 機械設(shè)計與制造. 2014(09)
[8]多孔介質(zhì)燃燒波傳播中的“超焓”特性[J]. 凌忠錢,周昊,孔俊俊. 浙江大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版). 2014(04)
[9]Atkinson循環(huán)汽油機熱力學(xué)性能模擬開發(fā)及試驗研究[J]. 劉岳兵,王偉民,蔡志強,何元章,龍永生,王黎明. 內(nèi)燃機工程. 2016(02)
[10]進氣相位對高膨脹比汽油機部分負(fù)荷特性的影響[J]. 楊弢,杜愛民,萬玉,李萌萌. 車用發(fā)動機. 2012(06)
碩士論文
[1]混合動力汽車用發(fā)動機的仿真與優(yōu)化設(shè)計研究[D]. 黃加勝.北京交通大學(xué) 2009
本文編號:3702418
【文章頁數(shù)】:89 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 選題背景
1.2 選題依據(jù)
1.2.1 Otto循環(huán)與Atkinson循環(huán)
1.2.2 低散熱發(fā)動機
1.3 選題意義
1.4 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.4.1 Atkinson循環(huán)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.4.2 低散熱發(fā)動機國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.5 研究目標(biāo)、內(nèi)容和方法
第二章 發(fā)動機仿真模型的建立與標(biāo)定
2.1 一維整機模型的建立
2.1.1 數(shù)值計算基本原理
2.1.2 數(shù)值模型
2.1.3 整機模型
2.2 三維模型的建立
2.2.1 數(shù)值計算基本原理
2.2.2 數(shù)值模型
2.2.3 網(wǎng)格模型
2.3 仿真模型的驗證
2.4 本章小結(jié)
第三章 汽油機低散熱Atkinson循環(huán)的方案設(shè)計與優(yōu)化
3.1 Atkinson循環(huán)的方案設(shè)計與優(yōu)化
3.1.1 新凸輪型線的優(yōu)化設(shè)計
3.1.2 新凸輪型線的驗證
3.2 高幾何壓縮比的設(shè)計方法
3.3 低散熱燃燒室的實現(xiàn)方案
3.4 本章小結(jié)
第四章 低散熱Atkinson循環(huán)汽油機燃燒放熱特性
4.1 最佳點火提前角
4.2 進氣特性
4.3 燃燒放熱特性
4.3.1 缸內(nèi)環(huán)境變化
4.3.2 火焰發(fā)展過程
4.3.3 放熱規(guī)律
4.4 本章小結(jié)
第五章 低散熱Atkinson循環(huán)汽油機能量分配特性
5.1 能量分配特性
5.1.1 壁面?zhèn)鳠釗p失
5.1.2 指示功
5.1.3 排氣能量
5.1.4 整機能量分配
5.2 排氣早開角對低散熱Atkinson循環(huán)汽油機能量分配的影響
5.2.1 排氣門升程曲線
5.2.2 排氣早開角對能量分配的影響
5.2.3 排氣早開角對低散熱節(jié)省能量流向的影響
5.3 EGR率對低散熱Atkinson循環(huán)汽油機能量分配的影響
5.3.1 EGR率對燃燒放熱規(guī)律的影響
5.3.2 EGR率對能量分配特性的影響
5.3.3 優(yōu)化后整機性能與原機性能的對比
5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
6.1 全文總結(jié)
6.2 展望
致謝
參考文獻
在學(xué)期間發(fā)表的論文和取得的學(xué)術(shù)成果
【參考文獻】:
期刊論文
[1]排氣早開角對低散熱Atkinson循環(huán)汽油機能量分配的影響[J]. 劉陽,何義團,韓翠杰,袁晨恒. 車用發(fā)動機. 2018(01)
[2]Atkinson循環(huán)發(fā)動機燃油經(jīng)濟性與排放性試驗[J]. 孫柏剛,湯弘揚,陳宇航,謝誠,范英杰. 北京理工大學(xué)學(xué)報. 2016(09)
[3]Atkinson循環(huán)發(fā)動機進氣系統(tǒng)匹配優(yōu)化模擬與試驗[J]. 秦靜,張?zhí)┾?裴毅強,任源,李翔,王同金. 天津大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)與工程技術(shù)版). 2016(11)
[4]增程式電動車用Atkinson循環(huán)發(fā)動機的仿真開發(fā)[J]. 趙越,祖炳鋒,徐玉梁,王振,李德勝. 內(nèi)燃機工程. 2016(05)
[5]進氣門晚關(guān)與高壓縮比技術(shù)在汽油機上的應(yīng)用[J]. 秦靜,李云龍,張少哲,裴毅強,尚宇,趙煥,吳學(xué)松,劉斌,胡鐵剛,詹樟松. 天津大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)與工程技術(shù)版). 2014(11)
[6]基于模型的Atkinson循環(huán)發(fā)動機燃油經(jīng)濟性遺傳算法優(yōu)化[J]. 趙金星,許敏,李冕,王斌. 內(nèi)燃機工程. 2014(05)
[7]高壓縮比HCNG發(fā)動機配氣機構(gòu)仿真研究[J]. 蘇志凱,何義團,喬海江,邵毅明. 機械設(shè)計與制造. 2014(09)
[8]多孔介質(zhì)燃燒波傳播中的“超焓”特性[J]. 凌忠錢,周昊,孔俊俊. 浙江大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版). 2014(04)
[9]Atkinson循環(huán)汽油機熱力學(xué)性能模擬開發(fā)及試驗研究[J]. 劉岳兵,王偉民,蔡志強,何元章,龍永生,王黎明. 內(nèi)燃機工程. 2016(02)
[10]進氣相位對高膨脹比汽油機部分負(fù)荷特性的影響[J]. 楊弢,杜愛民,萬玉,李萌萌. 車用發(fā)動機. 2012(06)
碩士論文
[1]混合動力汽車用發(fā)動機的仿真與優(yōu)化設(shè)計研究[D]. 黃加勝.北京交通大學(xué) 2009
本文編號:3702418
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