本文關鍵詞：米勒循環(huán)在天然氣發(fā)動機上的性能開發(fā)研究

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【摘要】：天然氣汽車作為新能源汽車近年來發(fā)展十分迅速,但是天然氣發(fā)動機目前存在燃燒爆震、熱效率低等問題,迫切需要研究更加高效的天然氣發(fā)動機。米勒循環(huán)方式的天然氣發(fā)動機技術,不僅可以在抑制爆震的前提下提高發(fā)動機的壓縮比,提高了發(fā)動機的熱效率,而且能大幅降低了NOx排放,可以滿足日益嚴格的排放法規(guī)。本文針對目前國內(nèi)重型然氣發(fā)動機的研究現(xiàn)狀,采用模擬仿真技術對米勒循環(huán)天然氣發(fā)動機的工作過程進行了研究,并通過試驗進行驗證。本文做了如下工作:(1)針對目標天然氣發(fā)動機利用GT-Power軟件建立一維仿真模型,并將對比分析在不同轉(zhuǎn)速下的發(fā)動機性能和熱力學參數(shù)、不同氣缸的缸壓和放熱率,結果表明本模型能夠與實驗很好的吻合。(2)通過對天然氣發(fā)動機幾何壓縮比和進氣相位的仿真研究,得出這兩個參數(shù)對天然氣發(fā)動機性能影響的規(guī)律;在保證有效壓縮比不變的前提下研究膨脹比對發(fā)動機熱效率、燃氣消耗率等性能影響的規(guī)律,并找出實現(xiàn)米勒循環(huán)的最佳膨脹比。(3)針對米勒循環(huán)動力性下降的問題,研究了進氣系統(tǒng)及不同EGR率對發(fā)動機性能的影響規(guī)律,并優(yōu)化出合理的米勒循環(huán)天然氣發(fā)動機的基本參數(shù);針對進氣門早關和進氣門晚關兩種米勒循環(huán)方案,對比其設計、動力學表現(xiàn)及性能差異;同時通過臺架試驗驗證米勒循環(huán),并對比其與奧托循環(huán)的性能差異。(4)通過米勒循環(huán)天然氣發(fā)動機的一維模型模擬分析及樣機試驗驗證,研究發(fā)現(xiàn)米勒循環(huán)耦合EGR,能有效拓寬爆震邊界,提高發(fā)動機在中低速下的熱效率1-2%,能夠明顯降低整機熱負荷,并且能有效降低NOx排放。米勒循環(huán)地應用對提高天然氣發(fā)動機的整機經(jīng)濟性、可靠性和降低排放都有重大意義。
【關鍵詞】：天然氣發(fā)動機 米勒循環(huán) GT-Power 壓縮比 進氣相位 EGR率
【學位授予單位】：湖南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U464.174
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 課題背景及意義10-12
• 1.2 天然氣發(fā)動機的發(fā)展歷程12-15
• 1.2.1 天然氣發(fā)動機的應用12-14
• 1.2.2 米勒循環(huán)14-15
• 1.3 米勒循環(huán)天然氣發(fā)動機發(fā)展現(xiàn)狀15-16
• 1.3.1 國外研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀16
• 1.4 論文主要內(nèi)容與框架16-18
• 第2章 米勒循環(huán)天然氣發(fā)動機模擬與實驗分析18-30
• 2.1 米勒循環(huán)原理18-21
• 2.1.1 內(nèi)燃機理論循環(huán)18-19
• 2.1.2 米勒循環(huán)原理19-21
• 2.2 米勒循環(huán)一維模擬建模21-24
• 2.2.1 發(fā)動機主要技術參數(shù)21
• 2.2.2 試驗用主要儀器設備21-22
• 2.2.3 模擬平臺22-24
• 2.2.4 模擬與標定性實驗結果對比24
• 2.3 結果與分析24-29
• 2.3.1 計算模型缸外計算參數(shù)標定24-26
• 2.3.2 計算模型缸內(nèi)參數(shù)標定26-29
• 2.4 本章小結29-30
• 第3章 米勒循環(huán)天然氣發(fā)動機進氣相位模擬分析30-54
• 3.1 凸輪型線設計與分析30-32
• 3.1.1 進氣門晚關30
• 3.1.2 進氣門早關30-31
• 3.1.3 凸輪型線設計及有效壓縮比計算31-32
• 3.2 進氣門晚關對發(fā)動機影響分析32-39
• 3.2.1 發(fā)動機性能32-34
• 3.2.2 EGR率34-35
• 3.2.3 渦前壓力和排溫35-36
• 3.2.4 缸內(nèi)壓力和換氣過程36-39
• 3.3 EGR率對發(fā)動機影響分析39-42
• 3.4 進氣相位對發(fā)動機影響分析42-44
• 3.5 進氣門早關對發(fā)動機影響44-53
• 3.5.1 壓縮比44-49
• 3.5.2 換氣過程49-50
• 3.5.3 低速扭矩50-53
• 3.6 本章小結53-54
• 第4章 樣機試驗54-63
• 4.1 試驗條件及設備54-57
• 4.1.1 試驗條件54-55
• 4.1.2 試驗設備55-57
• 4.2 試驗方法57-58
• 4.3 試驗結果分析58-62
• 4.4 本章小結62-63
• 總結與展望63-64
• 參考文獻64-68
• 致謝68

【相似文獻】

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本文編號：576299