混合动力用Atkinson循环汽油机性能及匹配研究
发布时间：2021-11-16 01:10
为应对乘用车第四阶段油耗法规,各大车企均大力发展新能源汽车和节能汽车,其中混合动力系统是一个研究热点。但目前国内自主混合动力汽车多采用传统奥托循环发动机,与丰田混合动力系统等采用的Atkinson循环发动机相比仍存在热效率低等问题。针对该问题,本文基于某B级车专用混合动力开发平台,深入开展了Atkinson循环发动机结合高压缩比的性能研究和应用匹配研究,以期获得更高的发动机热效率和更低的整车油耗。首先,在原有2.0L自然吸气发动机的基础上通过增加活塞顶凸台减小余隙容积的方法实现压缩比从10到13的提高,进行进气门升程曲线的选型分析,并采用一维和三维仿真相结合的方法研究进气门晚关（LIVC）对发动机热效率和缸内流动状况的影响,该过程中引入了Atkinson率使LIVC与理论循环热效率的关系更加明晰。结果表明,适当延长进气门开启持续期可以有效降低发动机的燃油消耗率（BSFC）。LIVC一方面会降低泵气损失,增大燃烧定容度,另一方面会降低发动机的理论循环热效率,所以合理设置LIVC角度是实现发动机高热效率的关键。然后,基于上述研究,采用遗传算法对发动机设计参数进行优化。结果表明,实现Atki...
【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
008-2016年原油进口量和原油对外依存度[2,3]
进行 Atkinson 循环发动机全负荷范围优化，并匹配整车以 循环高热效率的优势。研究中的分析方法以及优化设计流应用具有借鉴价值。on 循环的研究现状及综述on 循环基础理论计的 Atkinson 循环是一个完全膨胀循环，如图 1-2 所示，，3-4 为其膨胀过程，若是膨胀过程能变为 3-4-5，那么发动分，即 1-4-5 包围的面积。在实际发动机中，活塞并不能完主要原因是：第一，长膨胀行程加长了缸体，导致活塞摩擦加；第二，在排气门开启过程中并没有自由排气过程，膨胀低导致了排气泵气损失大[15,16]。这两点使得完全膨胀循环在kinson 循环的另一种实现形式就是使发动机膨胀到一个较低3-4-4'-5'-1 所示的过程，这一过程在实际应用中较为容易实现
结果表明，热效率和功率输出与几何压缩比、、米勒率、循环温度比、循环压比和压缩膨胀过程中的Yanli Ge 等人采用有限时间热力学考虑传热损失和摩擦损影响[19]。 循环实现形式inson 循环并增大压缩比的方式可以分为两种类型：（1）轮等机械结构来实现发动机的压缩比和膨胀比分离，膨缩比不变，这种方式可实现几何结构上的可变压缩比[20,余隙容积或增大发动机行程来增大发动机的几何压缩比气门关闭角度来降低其有效压缩比[14]，若减小发动机的余关的方式实现 Atkinson 循环，其理想循环过程如示，其中 1'为进气门关闭时刻。增大发动机行程来增大气门晚关的方式实现 Atkinson 循环，其理想循环过程如所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国汽车技术的现状、发展需求与未来方向[J]. 刘宗巍,史天泽,郝瀚,赵福全. 汽车技术. 2017(01)
[2]上汽荣威550插电式混合动力系统的特点[J]. 冷宏祥,葛海龙,孙俊,许政,王磊,王健,罗思东,栾云飞. 科技导报. 2016(06)
[3]混合动力电动汽车能量管理策略研究综述[J]. 赵秀春,郭戈. 自动化学报. 2016(03)
[4]Atkinson循环发动机进气系统匹配优化模拟与试验[J]. 秦静,张泰钰,裴毅强,任源,李翔,王同金. 天津大学学报(自然科学与工程技术版). 2016(11)
[5]进气门晚关与高压缩比技术在汽油机上的应用[J]. 秦静,李云龙,张少哲,裴毅强,尚宇,赵焕,吴学松,刘斌,胡铁刚,詹樟松. 天津大学学报(自然科学与工程技术版). 2014(11)
[6]传统汽油机改进成混合动力Atkinson循环专用发动机的节油效果[J]. 朱国辉,夏孝朗,刘敬平,付建勤. 中南大学学报(自然科学版). 2014(04)
[7]滚流对直喷汽油机油气混合及燃烧特性影响的数值模拟研究[J]. 张振东,尹丛勃,郭辉,程强. 内燃机工程. 2013(06)
[8]混合动力汽车发展综述[J]. 吴瑞竹,肖继学,宋春华,张汉中,廖旋,殷巧. 中国测试. 2012(06)
[9]内燃机燃烧放热率的典型特征参数对比以及对热-功转换效率的影响[J]. 刘敬平,夏孝朗,赵智超,詹樟松,张晓宇,胡铁刚. 内燃机学报. 2012(03)
[10]Plug-in混合动力汽车能量管理策略全局优化研究[J]. 张博,李君,高莹,杨成宏,尹雪峰. 中国机械工程. 2010(06)
博士论文
[1]并联插电式混合动力汽车控制技术研究[D]. 王光平.吉林大学 2016
[2]基于神经网络和遗传算法的Atkinson循环发动机全负荷范围性能优化研究[D]. 赵金星.上海交通大学 2013
[3]混合动力汽车控制系统与能量管理策略研究[D]. 李卫民.上海交通大学 2008
硕士论文
[1]中国石油进口安全研究[D]. 张海冰.山东大学 2017
[2]串联式混合动力APU用米勒循环发动机性能研究[D]. 王元丰.天津大学 2016
本文编号：3497879
【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
008-2016年原油进口量和原油对外依存度[2,3]
进行 Atkinson 循环发动机全负荷范围优化，并匹配整车以 循环高热效率的优势。研究中的分析方法以及优化设计流应用具有借鉴价值。on 循环的研究现状及综述on 循环基础理论计的 Atkinson 循环是一个完全膨胀循环，如图 1-2 所示，，3-4 为其膨胀过程，若是膨胀过程能变为 3-4-5，那么发动分，即 1-4-5 包围的面积。在实际发动机中，活塞并不能完主要原因是：第一，长膨胀行程加长了缸体，导致活塞摩擦加；第二，在排气门开启过程中并没有自由排气过程，膨胀低导致了排气泵气损失大[15,16]。这两点使得完全膨胀循环在kinson 循环的另一种实现形式就是使发动机膨胀到一个较低3-4-4'-5'-1 所示的过程，这一过程在实际应用中较为容易实现
结果表明，热效率和功率输出与几何压缩比、、米勒率、循环温度比、循环压比和压缩膨胀过程中的Yanli Ge 等人采用有限时间热力学考虑传热损失和摩擦损影响[19]。 循环实现形式inson 循环并增大压缩比的方式可以分为两种类型：（1）轮等机械结构来实现发动机的压缩比和膨胀比分离，膨缩比不变，这种方式可实现几何结构上的可变压缩比[20,余隙容积或增大发动机行程来增大发动机的几何压缩比气门关闭角度来降低其有效压缩比[14]，若减小发动机的余关的方式实现 Atkinson 循环，其理想循环过程如示，其中 1'为进气门关闭时刻。增大发动机行程来增大气门晚关的方式实现 Atkinson 循环，其理想循环过程如所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国汽车技术的现状、发展需求与未来方向[J]. 刘宗巍,史天泽,郝瀚,赵福全. 汽车技术. 2017(01)
[2]上汽荣威550插电式混合动力系统的特点[J]. 冷宏祥,葛海龙,孙俊,许政,王磊,王健,罗思东,栾云飞. 科技导报. 2016(06)
[3]混合动力电动汽车能量管理策略研究综述[J]. 赵秀春,郭戈. 自动化学报. 2016(03)
[4]Atkinson循环发动机进气系统匹配优化模拟与试验[J]. 秦静,张泰钰,裴毅强,任源,李翔,王同金. 天津大学学报(自然科学与工程技术版). 2016(11)
[5]进气门晚关与高压缩比技术在汽油机上的应用[J]. 秦静,李云龙,张少哲,裴毅强,尚宇,赵焕,吴学松,刘斌,胡铁刚,詹樟松. 天津大学学报(自然科学与工程技术版). 2014(11)
[6]传统汽油机改进成混合动力Atkinson循环专用发动机的节油效果[J]. 朱国辉,夏孝朗,刘敬平,付建勤. 中南大学学报(自然科学版). 2014(04)
[7]滚流对直喷汽油机油气混合及燃烧特性影响的数值模拟研究[J]. 张振东,尹丛勃,郭辉,程强. 内燃机工程. 2013(06)
[8]混合动力汽车发展综述[J]. 吴瑞竹,肖继学,宋春华,张汉中,廖旋,殷巧. 中国测试. 2012(06)
[9]内燃机燃烧放热率的典型特征参数对比以及对热-功转换效率的影响[J]. 刘敬平,夏孝朗,赵智超,詹樟松,张晓宇,胡铁刚. 内燃机学报. 2012(03)
[10]Plug-in混合动力汽车能量管理策略全局优化研究[J]. 张博,李君,高莹,杨成宏,尹雪峰. 中国机械工程. 2010(06)
博士论文
[1]并联插电式混合动力汽车控制技术研究[D]. 王光平.吉林大学 2016
[2]基于神经网络和遗传算法的Atkinson循环发动机全负荷范围性能优化研究[D]. 赵金星.上海交通大学 2013
[3]混合动力汽车控制系统与能量管理策略研究[D]. 李卫民.上海交通大学 2008
硕士论文
[1]中国石油进口安全研究[D]. 张海冰.山东大学 2017
[2]串联式混合动力APU用米勒循环发动机性能研究[D]. 王元丰.天津大学 2016
本文编号：3497879
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