低散热汽油机Atkinson循环能量分配特性研究

发布时间：2022-11-05 10:12

　　在传统燃油汽车和新能源汽车并行发展的新时期,不断提高车用发动机的热效率、优化整机工作性能是十分重要和迫切的研究课题。传统奥托（Otto）循环汽油机热效率较低,能量分配不理想,散热能量和排气能量占总能量的2/3左右。为了优化汽油机能量分配特性,本文将原机Otto循环改进为膨胀冲程相对较长的阿特金森（Atkinson）循环,同时结合缸内低散热技术,以降低散热能量损失和排气能量损失、提高指示热效率。结合仿真、试验、理论分析,在2000r/min、理论当量比燃烧工况下,揭示了不同负荷下低散热Atkinson循环汽油机的进气特性、燃烧放热特性;探究了指示功、散热能量、排气能量在不同工作循环、不同缸内散热条件、不同负荷时的分配特点;并研究了排气早开角和废气再循环率（EGR率）对低散热Atkinson循环汽油机工作性能的影响规律。主要研究内容和结论如下:（1）首先根据原机的结构参数和试验数据建立、耦合、标定了某1.6L汽油机的一维和三维仿真模型,并在验证完成后对原机模型进行改进:取消节气门,设计得进气晚关角为90°CA、120°CA、140°CA的三组进气门升程曲线以匹配80%、49%、27%负荷工... 

【文章页数】：89 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 选题背景
    1.2 选题依据
        1.2.1 Otto循环与Atkinson循环
        1.2.2 低散热发动机
    1.3 选题意义
    1.4 国内外研究现状
        1.4.1 Atkinson循环国内外研究现状
        1.4.2 低散热发动机国内外研究现状
    1.5 研究目标、内容和方法
第二章 发动机仿真模型的建立与标定
    2.1 一维整机模型的建立
        2.1.1 数值计算基本原理
        2.1.2 数值模型
        2.1.3 整机模型
    2.2 三维模型的建立
        2.2.1 数值计算基本原理
        2.2.2 数值模型
        2.2.3 网格模型
    2.3 仿真模型的验证
    2.4 本章小结
第三章 汽油机低散热Atkinson循环的方案设计与优化
    3.1 Atkinson循环的方案设计与优化
        3.1.1 新凸轮型线的优化设计
        3.1.2 新凸轮型线的验证
    3.2 高几何压缩比的设计方法
    3.3 低散热燃烧室的实现方案
    3.4 本章小结
第四章 低散热Atkinson循环汽油机燃烧放热特性
    4.1 最佳点火提前角
    4.2 进气特性
    4.3 燃烧放热特性
        4.3.1 缸内环境变化
        4.3.2 火焰发展过程
        4.3.3 放热规律
    4.4 本章小结
第五章 低散热Atkinson循环汽油机能量分配特性
    5.1 能量分配特性
        5.1.1 壁面传热损失
        5.1.2 指示功
        5.1.3 排气能量
        5.1.4 整机能量分配
    5.2 排气早开角对低散热Atkinson循环汽油机能量分配的影响
        5.2.1 排气门升程曲线
        5.2.2 排气早开角对能量分配的影响
        5.2.3 排气早开角对低散热节省能量流向的影响
    5.3 EGR率对低散热Atkinson循环汽油机能量分配的影响
        5.3.1 EGR率对燃烧放热规律的影响
        5.3.2 EGR率对能量分配特性的影响
        5.3.3 优化后整机性能与原机性能的对比
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
在学期间发表的论文和取得的学术成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]排气早开角对低散热Atkinson循环汽油机能量分配的影响[J]. 刘阳,何义团,韩翠杰,袁晨恒.  车用发动机. 2018(01)
[2]Atkinson循环发动机燃油经济性与排放性试验[J]. 孙柏刚,汤弘扬,陈宇航,谢诚,范英杰.  北京理工大学学报. 2016(09)
[3]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)
[4]增程式电动车用Atkinson循环发动机的仿真开发[J]. 赵越,祖炳锋,徐玉梁,王振,李德胜.  内燃机工程. 2016(05)
[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]基于模型的Atkinson循环发动机燃油经济性遗传算法优化[J]. 赵金星,许敏,李冕,王斌.  内燃机工程. 2014(05)
[7]高压缩比HCNG发动机配气机构仿真研究[J]. 苏志凯,何义团,乔海江,邵毅明.  机械设计与制造. 2014(09)
[8]多孔介质燃烧波传播中的“超焓”特性[J]. 凌忠钱,周昊,孔俊俊.  浙江大学学报(工学版). 2014(04)
[9]Atkinson循环汽油机热力学性能模拟开发及试验研究[J]. 刘岳兵,王伟民,蔡志强,何元章,龙永生,王黎明.  内燃机工程. 2016(02)
[10]进气相位对高膨胀比汽油机部分负荷特性的影响[J]. 杨弢,杜爱民,万玉,李萌萌.  车用发动机. 2012(06)

硕士论文
[1]混合动力汽车用发动机的仿真与优化设计研究[D]. 黄加胜.北京交通大学 2009



本文编号：3702418