缸内直喷SI发动机爆震特性一维仿真与试验研究

发布时间：2017-11-08 07:26

  本文关键词：缸内直喷SI发动机爆震特性一维仿真与试验研究

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【摘要】：爆震的检测以及抑制是所有汽油机必须解决的重要课题,由于目前爆震检测中所用的爆震指标各不相同并且爆震阈值的确定也具有很大的随意性,因此本文对比了不同爆震指标并提出了一套较为完整的爆震评价方式。另外,对于爆震的模拟,三维模型是目前的主流,但考虑到模型的计算用时以及灵活性,一维爆震模拟也应该受到足够的重视。因此本文的主要工作从两个方面进行:通过直喷汽油机试验开展爆震判据研究;其次通过试验与模拟分别对直喷汽油机的主要控制参数:当量比、压缩比和进气温度对发动机爆震特性的影响进行研究。首先,本文基于一台改装的单缸直喷汽油机对爆震进行定量的分析,确定爆震检测与强度评价的关键参数,步骤如下:(1)原始缸压信号的采集,(2)原始缸压信号的滤波,(3)爆震曲轴转角窗口的选取(4)强度评价指标的选择,(5)单个循环爆震阈值的确定,(6)多循环爆震评价方式的选择。基于以上流程可为发动机选择适合的滤波频率范围、爆震评价指标以及爆震阈值等关键参数,为发动机爆震特性的仿真与试验的定量分析提供理论依据。其次,本文先后采用试验和模拟的方法探究了关键控制参数(当量比、压缩比、进气温度)对爆震临界点火时刻以及爆震强度的影响。从试验结果来看,压缩比和温度的升高都会使爆震倾向增加,并且爆震强度随点火时刻变化的敏感性也相应增强。混合气当量比偏离化学计量当量比时,爆震倾向和强度均降低,且采用混合气对爆震抑制效果更明显。模拟结果主要体现爆震临界点火时刻的变化,结果表明随压缩比和进气温度的升高,爆震的倾向都有所增加,并且压缩比对爆震的影响更加显著;当量比在0.95—1.0时具有最大的爆震倾向,当量比过大或过小爆震倾向均会有所降低。对比试验结果,模拟结果具有较好的准确性,具有一定的参考价值。因此,采用一维模拟能够对发动机爆震临界点火时刻进行预测,从而为发动机开发和爆震控制提供理论指导。
【学位授予单位】：广西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TK411

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本文编号：1156174