【摘要】：隨著能源枯竭和環(huán)境惡化的問題越來越嚴(yán)重,當(dāng)代發(fā)動機(jī)的發(fā)展趨勢在繼續(xù)追逐動力性和經(jīng)濟(jì)性的同時,越來越要求能耗和環(huán)保方面的可持續(xù)發(fā)展。壓縮空氣發(fā)動機(jī)以高壓空氣為工作介質(zhì),將其儲存的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能輸出,驅(qū)動壓縮空氣動力汽車行駛。整個工作過程中,無燃燒,不發(fā)生化學(xué)反應(yīng),沒有污染物排放,達(dá)到了真正意義上的零排放、純綠色。本論文以壓縮空氣發(fā)動機(jī)為研究對象,圍繞著提高能量利用率這條主線,通過理論計算、模擬仿真,建立壓縮空氣發(fā)動機(jī)的熱力學(xué)模型及能量轉(zhuǎn)換模型,研究其能效特性及影響因素,達(dá)到優(yōu)化設(shè)計的目的。主要內(nèi)容包括:1.運用熱力學(xué)理論分析壓縮空氣發(fā)動機(jī)的工作原理,并系統(tǒng)的分析壓縮空氣發(fā)動機(jī)單位循環(huán)的工作過程,建立與實際情況相符合的發(fā)動機(jī)工作過程的數(shù)學(xué)模型。以此模型為基礎(chǔ),添加□分析模塊,對壓縮空氣發(fā)動機(jī)的能量利用情況進(jìn)行具化分析,建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型。2.運用MATLAB中SIMULINK與GUIDE模塊進(jìn)行混合編程,創(chuàng)建可視化界面,建立壓縮空氣發(fā)動機(jī)工作過程的仿真模型。3.運用所建立的模型模擬缸內(nèi)工作過程,分析壓縮空氣發(fā)動機(jī)工作時缸內(nèi)氣體性能參數(shù)變化的基本規(guī)律。通過與已有實驗數(shù)據(jù)相驗證,確定模型的可行性及可靠性。4.研究進(jìn)排氣過程中配氣機(jī)構(gòu)參數(shù),如進(jìn)排氣流通面積、進(jìn)氣持續(xù)角和進(jìn)氣提前角對壓縮空氣發(fā)動機(jī)性能的影響。5.分析壓縮空氣發(fā)動機(jī)工作過程可用能分布,進(jìn)一步研究氣源壓力、進(jìn)氣壓力、進(jìn)氣減壓方式、環(huán)境溫度、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、配氣機(jī)構(gòu)參數(shù)、氣缸結(jié)構(gòu)參數(shù)等對壓縮空氣發(fā)動機(jī)能量利用率的影響,得到如下結(jié)論:儲氣罐壓力最優(yōu)選值在20MPa至30MPa之間;進(jìn)氣壓力的適當(dāng)取值范圍為1MPa—3.5MPa;優(yōu)先采用容積減壓方式;進(jìn)氣持續(xù)角選值應(yīng)在60°CA至80°CA之間;進(jìn)氣提前角在15°CA達(dá)到動力性和經(jīng)濟(jì)性的最優(yōu)匹配等。
【圖文】：

圖 1.1 最初的氣動鐵路概念圖因為石油工業(yè)和內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，壓縮空氣動續(xù)航性上的劣勢，完全被內(nèi)燃機(jī)取代。壓縮空氣發(fā)動效率較低的氣動馬達(dá)少量被使用。紀(jì)之后，在能源枯竭和空氣污染的雙重壓力下，，壓縮。當(dāng)代壓縮空氣發(fā)動機(jī)的研究目標(biāo)是使得壓縮空氣發(fā)勢的同時，動力性與經(jīng)濟(jì)學(xué)進(jìn)一步提升，使用便捷，的科學(xué)家們都在向著這個目標(biāo)不斷努力。動機(jī)國外研究現(xiàn)狀氣發(fā)動機(jī)的研究開展較早，取得的實際性的成果突出研發(fā)公司（Motor Development International SA）的創(chuàng)2001 年起，就致力于空氣動力汽車的研發(fā)，并將之推領(lǐng)先的技術(shù)包括雙曲軸連桿機(jī)構(gòu)的應(yīng)用、可變壓縮比身輕量化方向的探索[16]。

圖 1.3 LN2000 液氮汽車樣車原理圖[20]英國倫敦威斯敏斯特大學(xué)的 C.J.Marquand 教授設(shè)計了一臺兩級偏心式空氣發(fā)動機(jī)，并作為臺架實驗平臺[21][22]，應(yīng)用了熱交換系統(tǒng)和能量回收
【學(xué)位授予單位】：河北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TK401

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 王繼先;王大祥;黃新林;業(yè)紅玲;曹麗;;內(nèi)燃機(jī)緊耦合三效催化劑性能研究[J];合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2008年09期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 蔣堅;直噴式汽油機(jī)電控燃油噴射系統(tǒng)及閉環(huán)控制算法的研究[D];大連理工大學(xué);2007年

本文編號：2546023