本文關(guān)鍵詞：汽油機缸內(nèi)熱功轉(zhuǎn)換過程簡化數(shù)模的研究

  更多相關(guān)文章： 汽油機 數(shù)值式開發(fā) 熱功轉(zhuǎn)換 燃燒放熱規(guī)律 最短燃燒持續(xù)期

【摘要】：在發(fā)動機正向開發(fā)過程中,由于對發(fā)動機性能與設(shè)計以及運行參數(shù)之間內(nèi)在聯(lián)系和變化趨勢缺乏足夠認(rèn)識,設(shè)計與運行參數(shù)的優(yōu)化及選擇只能憑借經(jīng)驗或通過臺架試驗來實現(xiàn),然而在實體發(fā)動機開發(fā)完成之前,是無法開展發(fā)動機臺架試驗的,所以一臺新品發(fā)動機的開發(fā),往往需要經(jīng)過好幾輪的設(shè)計修改與試驗驗證。為提高新品發(fā)動機在概念設(shè)計階段的效率與精度,本文基于三臺先進增壓直噴汽油機的試驗數(shù)據(jù),基于Excel VBA平臺開發(fā)相應(yīng)數(shù)值式開發(fā)軟件,提出最短燃燒持續(xù)期概念,研究分析各燃燒特性參數(shù)的共性規(guī)律和對發(fā)動機性能的影響、相互之間的內(nèi)在聯(lián)系和影響。論文研究結(jié)果表明:1)80%最短燃燒持續(xù)期與10%~90%燃燒持續(xù)期的差值主要受負(fù)荷影響,且負(fù)荷越低,兩者的差值越大。而該差值越大,也意味其燃燒過程可以改善的空間也越大。2)燃燒品質(zhì)參數(shù)隨著負(fù)荷的增加而不斷緩慢增加,除低速工況外,其值主要位于1.8-2.4之間,而低轉(zhuǎn)速下的燃燒品質(zhì)參數(shù)均大于2,且偏離比較嚴(yán)重,從低負(fù)荷到高負(fù)荷,其值主要從3到7變化。3)50%燃燒點、最高爆發(fā)壓力位置和燃燒品質(zhì)參數(shù)都與點火時刻呈正相關(guān)關(guān)系,隨著點火時刻的推遲,三者開始緩慢的后移或增加,后期隨著點火時刻的繼續(xù)推遲,三者開始快速后移或增加;10%~90%燃燒持續(xù)期則與點火時刻呈負(fù)相關(guān)關(guān)系,隨著點火時刻的推遲,其值開始快速減小,后期則慢慢趨于穩(wěn)定;50%燃燒點位置決定著最高爆發(fā)壓力點位置,二者呈標(biāo)準(zhǔn)的線性關(guān)系,且最高爆發(fā)壓力點位置滯后于50%燃燒點位置,滯后時間大約為5°CA~7°CA。4)就高壓循環(huán)熱效率的影響因數(shù)而言,負(fù)荷的影響遠(yuǎn)大于轉(zhuǎn)速;隨著點火時刻的后移,高壓循環(huán)熱效率先是緩慢增加至穩(wěn)定值,并且這個穩(wěn)定值也是高壓循環(huán)熱效率的最大值,隨著點火時刻的繼續(xù)后移,發(fā)動機的高壓循環(huán)熱效率快速降低,為了保證發(fā)動機具有很好的高壓循環(huán)效率,必須要很好的控制其點火時刻。上述研究結(jié)果為發(fā)動機概念設(shè)計過程中數(shù)模階段邊界條件的取值以及關(guān)鍵設(shè)計參數(shù)的選擇和運行參數(shù)的優(yōu)化提供了數(shù)據(jù)支持,同時也為發(fā)動機熱功轉(zhuǎn)換過程的優(yōu)化提供了理論支撐,提高了新品發(fā)動機在概念設(shè)計階段的效率與精度。
【關(guān)鍵詞】：汽油機 數(shù)值式開發(fā) 熱功轉(zhuǎn)換 燃燒放熱規(guī)律 最短燃燒持續(xù)期
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TK411
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-17
• 1.1 選題背景及意義11-14
• 1.1.1 選題背景11
• 1.1.2 發(fā)動機數(shù)值式開發(fā)的重要意義11-13
• 1.1.3 研究發(fā)動機缸內(nèi)燃燒過程的重要意義13-14
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 本文主要研究目的和內(nèi)容15-17
• 1.3.1 主要研究目的15
• 1.3.2 主要研究內(nèi)容15-17
• 第2章 發(fā)動機缸內(nèi)工作過程及其燃燒放熱規(guī)律的計算17-29
• 2.1 發(fā)動機性能指標(biāo)基本關(guān)系式17-18
• 2.2 發(fā)動機缸內(nèi)燃燒的熱力平衡方程18-20
• 2.2.1 能量守恒方程18-19
• 2.2.2 質(zhì)量守恒方程19
• 2.2.3 理想氣體狀態(tài)方程19
• 2.2.4 氣體的內(nèi)能方程19-20
• 2.3 燃燒放熱規(guī)律計算模型20-22
• 2.3.1 活塞機械功21
• 2.3.2 工質(zhì)內(nèi)能變化量21
• 2.3.3 燃燒室壁面熱交換量21-22
• 2.4 缸內(nèi)傳熱模型22-24
• 2.4.1 經(jīng)驗公式23
• 2.4.2 半經(jīng)驗公式23-24
• 2.5 燃燒放熱曲線的數(shù)值解24-25
• 2.6 兩個關(guān)鍵問題的處理25-28
• 2.6.1 缸內(nèi)瞬時溫度25-27
• 2.6.2 絕熱指數(shù)取值27-28
• 2.7 本章小結(jié)28-29
• 第3章 試驗樣機和臺架試驗29-34
• 3.1 試驗樣機介紹29
• 3.2 發(fā)動機臺架試驗29-33
• 3.2.1 試驗設(shè)備29-32
• 3.2.2 臺架試驗內(nèi)容32
• 3.2.3 試驗臺架布置情況32-33
• 3.3 試驗數(shù)據(jù)預(yù)處理33
• 3.4 本章小結(jié)33-34
• 第4章 汽油機缸內(nèi)熱功轉(zhuǎn)換過程簡化數(shù)模的建立34-53
• 4.1 基于Excel VBA平臺求解燃燒放熱率34-38
• 4.1.1 Excel VBA簡介34
• 4.1.2 編程思路及分析34-35
• 4.1.3 燃燒放熱曲線數(shù)值解的編程處理35-38
• 4.2 三臺樣機主要燃燒特性參數(shù)隨發(fā)動機轉(zhuǎn)速負(fù)荷的變化規(guī)律38-40
• 4.2.1 樣機 138-39
• 4.2.2 樣機 239-40
• 4.2.3 樣機 340
• 4.3 曲線擬合韋伯半經(jīng)驗公式40-48
• 4.3.1 發(fā)動機燃燒放熱規(guī)律的簡化表述41
• 4.3.2 利用最小二乘法擬合41-45
• 4.3.3 利用Matlab擬合45-47
• 4.3.4 利用 1st Opt擬合47-48
• 4.4 三臺樣機的韋伯燃燒特性參數(shù)隨轉(zhuǎn)速負(fù)荷的變化規(guī)律48-51
• 4.4.1 樣機 148-49
• 4.4.2 樣機 249-50
• 4.4.3 樣機 350-51
• 4.5 本章小結(jié)51-53
• 第5章 增壓直噴汽油機缸內(nèi)熱功轉(zhuǎn)換過程的規(guī)律研究53-81
• 5.1 燃燒放熱規(guī)律和主要燃燒特性參數(shù)介紹53
• 5.2 主要燃燒特性參數(shù)的規(guī)律研究53-58
• 5.2.1 10%燃燒點的變化規(guī)律53-54
• 5.2.2 50%燃燒點的變化規(guī)律54-55
• 5.2.3 90%燃燒點的變化規(guī)律55-56
• 5.2.4 10%~90%燃燒持續(xù)期的變化規(guī)律56-57
• 5.2.5 最高爆發(fā)壓力位置的變化規(guī)律57-58
• 5.3 最短燃燒持續(xù)期及其相關(guān)影響58-62
• 5.3.1 最短燃燒持續(xù)期概念58-59
• 5.3.2 80%最短燃燒持續(xù)期的變化規(guī)律59-60
• 5.3.3 80%最短燃燒持續(xù)期與 10%~90%燃燒持續(xù)期的差異性對比60-62
• 5.4 韋伯燃燒特性參數(shù)的規(guī)律研究62-66
• 5.4.1 韋伯燃燒始點的變化規(guī)律62-63
• 5.4.2 韋伯燃燒終點的變化規(guī)律63-64
• 5.4.3 韋伯燃燒持續(xù)期的變化規(guī)律64-65
• 5.4.4 燃燒品質(zhì)參數(shù)的變化規(guī)律65-66
• 5.5 各種燃燒特性參數(shù)之間的內(nèi)在聯(lián)系及相互影響66-72
• 5.5.1 點火時刻對 50%燃燒點的影響66-68
• 5.5.2 點火時刻對 10%~90%燃燒持續(xù)期的影響68-69
• 5.5.3 點火時刻對最高爆發(fā)壓力位置的影響69-71
• 5.5.4 50%燃燒點對最高爆發(fā)壓力位置的影響71-72
• 5.6 高壓循環(huán)熱效率的影響因數(shù)分析72-76
• 5.6.1 轉(zhuǎn)速負(fù)荷對高壓循環(huán)熱效率的影響72-73
• 5.6.2 點火時刻對高壓循環(huán)熱效率的影響73-74
• 5.6.3 最高爆發(fā)壓力位置對高壓循環(huán)熱效率的影響74-75
• 5.6.4 50%燃燒點對高壓循環(huán)熱效率的影響75-76
• 5.6.5 燃燒品質(zhì)參數(shù)對高壓循環(huán)熱效率的影響76
• 5.7 各類燃燒特性參數(shù)在全工況下的取值范圍76-78
• 5.7.1 主要燃燒特性參數(shù)在全工況下的取值范圍77-78
• 5.7.2 韋伯燃燒特性參數(shù)在全工況下的取值范圍78
• 5.8 研究結(jié)果對發(fā)動機性能正向開發(fā)的指導(dǎo)意義78-79
• 5.9 本章小結(jié)79-81
• 總結(jié)與展望81-83
• 參考文獻83-86
• 附錄A 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和獲得成果86-87
• 致謝87

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本文編號：1014588