隨著能源與環(huán)境問題日益突出,汽車行業(yè)燃油及排放法規(guī)愈加嚴格,發(fā)動機高效清潔燃燒技術(shù)與混合動力技術(shù)成為當前汽車行業(yè)研究及發(fā)展的重點。混合動力汽車在整車節(jié)能減排方面表現(xiàn)出巨大的優(yōu)勢,為進一步提升其整車經(jīng)濟性,對混合動力專用發(fā)動機進行燃燒優(yōu)化,改善燃燒性能,實現(xiàn)其高效燃燒是一種重要手段。基于雙燃料噴射的RCCI燃燒模式能夠有效提高發(fā)動機熱效率,同時降低污染物排放,且具有良好的燃燒相位可控性,但其大負荷工況拓展運行仍存在一定問題,而混合動力專用發(fā)動機相比于傳統(tǒng)發(fā)動機運行工況較窄,且主要集中于高效的中高負荷區(qū),恰好適合于RCCI燃燒模式穩(wěn)定運行的負荷條件。本文針對混合動力專用發(fā)動機的特定目標工作點,對其應(yīng)用RCCI燃燒模式進行燃燒優(yōu)化,結(jié)合整車匹配及性能仿真,探索進一步提升整車經(jīng)濟性、降低原機污染物排放的潛力。本文以增程式混合動力為研究車型,對某商用貨車進行了改型,根據(jù)原車整車性能設(shè)計指標對整車動力系統(tǒng)部件進行了參數(shù)匹配。然后針對混合動力專用發(fā)動機,采用了雙工作點式恒功率型控制策略,并依據(jù)整車功率需求選取了發(fā)動機的雙目標工作點,處于中高負荷的工作點A采用RCCI燃燒模式進行燃燒優(yōu)化,將優(yōu)化后的性... 

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【文章頁數(shù)】：89 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

汽車電氣化發(fā)展趨勢

瞥齟康綞?和插電式混合動力等車型并投入市常但就現(xiàn)階段，純電動汽車（BEV）存在動力電池能量密度較低、制造成本高、純電動車續(xù)航里程焦慮、充電樁尚未大規(guī)模遍及等問題，限制了其大規(guī)模普及發(fā)展；對于燃料電池汽車（FCEV），燃料存儲、運輸、燃料電池制造成本等相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈條上的各種問題也限制其大規(guī)模普及。反觀已有百年發(fā)展歷史的內(nèi)燃機，目前并不能完全否認并拋棄，其仍有很大發(fā)展及應(yīng)用潛力。因此在動力電池未取得關(guān)鍵技術(shù)突破、充電基礎(chǔ)設(shè)施未大規(guī)模普及之前，內(nèi)燃機仍將作為基礎(chǔ)動力源與電動力裝置共存協(xié)同發(fā)展，如圖1.2所示。由此可見為同時兼顧油耗及未來嚴格排放法規(guī)的混合動力汽車將是車企未來的主流選擇。圖1.2內(nèi)燃機與電動裝置協(xié)同發(fā)展目前對于混合動力汽車的研究大多集中于整車構(gòu)型、動力電池、驅(qū)動電機及整車控制技術(shù)及策略等方面，內(nèi)燃機作為混合動力的重要動力能量源，多是在現(xiàn)有發(fā)動機基礎(chǔ)上進行動力匹配及技術(shù)的升級，少有從發(fā)動機燃燒模式角度對其進行改進及優(yōu)化，通過對內(nèi)燃機燃燒的基礎(chǔ)研究以及新型高效清潔燃燒模式的開發(fā)與應(yīng)用，實現(xiàn)混合動力發(fā)動機的高效清潔燃燒也是提升整車節(jié)能減排效果的重要措施之一。改善內(nèi)燃機燃燒過程是尋求實現(xiàn)發(fā)動機高效清潔燃燒的重要手段。針對當前汽油機及柴油機各自存在的優(yōu)劣勢，近年來基于“均質(zhì)壓燃、低溫燃燒”這一理論思想提出的各種先進燃燒模式逐漸成為內(nèi)燃機行業(yè)的研究熱點。相比于傳統(tǒng)內(nèi)燃機燃燒模式，這些新型燃燒模式能夠在提高熱效率的同時降低原機污染物的排放，因此具有廣闊的應(yīng)用前景。但另一方面，這些新型高效清潔燃燒模式普遍存在燃燒可控性較差、運行工況范圍相對較窄等問題，只能在部分負荷

吉林大學碩士學位論文4下實現(xiàn)高效穩(wěn)定清潔燃燒，在高轉(zhuǎn)速大負荷等極限工況下對發(fā)動機邊界條件的控制愈加嚴苛，且在瞬變工況下也難以對其進行精準控制，因此目前在實際發(fā)動機上未能得到全面應(yīng)用。針對上述內(nèi)燃機新型燃燒模式所存在的問題，考慮混合動力發(fā)動機運行工況區(qū)較窄且相對集中，恰好與發(fā)動機高效清潔燃燒模式下高效穩(wěn)定的運行工況范圍相吻合，且輔助結(jié)合混合動力的電驅(qū)動技術(shù)，應(yīng)用新型高效清潔燃燒模式的發(fā)動機在變工況條件下也可以相對容易控制。圖1.3為《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖》中關(guān)于節(jié)能汽車的技術(shù)路徑及發(fā)展重點，其中也重點提及到混合動力發(fā)動機專用化、發(fā)動機熱效率的提升及混合動力利用等關(guān)鍵技術(shù)路徑[4]，發(fā)動機高效清潔燃燒技術(shù)與混合動力技術(shù)相結(jié)合是下一步節(jié)能汽車的重點發(fā)展方向。圖1.3節(jié)能汽車技術(shù)路徑及發(fā)展重點綜上所述，混合動力技術(shù)及發(fā)動機高效清潔燃燒技術(shù)對整車的節(jié)能減排均起到積極促進作用，在利用混合動力技術(shù)的同時，開發(fā)及應(yīng)用具有高效清潔燃燒模式的混合動力專用發(fā)動機，對進一步提升整車經(jīng)濟性具有重要的意義。1.2混合動力系統(tǒng)及其發(fā)動機技術(shù)研究發(fā)展現(xiàn)狀目前各企業(yè)所開發(fā)出各自的混合動力系統(tǒng)，其核心基本都是通過發(fā)動機與驅(qū)動電機的有機結(jié)合，在先進控制技術(shù)下讓雙方盡量工作在高效區(qū)，從而有效提升了整車經(jīng)濟性。發(fā)動機作為混合動力汽車的重要能量源之一，其機械結(jié)構(gòu)及零部件技術(shù)等方向的研究也會對混合動力的節(jié)能減排效果產(chǎn)生重要影響。

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本文編號：3094206