發(fā)布時間：2019-12-02 09:04

【摘要】：在現(xiàn)代發(fā)動機的開發(fā)過程中,數(shù)字式虛擬發(fā)動機這一概念正逐漸為人們所熟悉。相對于傳統(tǒng)的實體發(fā)動機而言,數(shù)字式發(fā)動機的本質為開發(fā)過程(包括參數(shù)優(yōu)化與結果驗證等)是通過數(shù)值形式來開發(fā)而不是采用實物形式來完成。與傳統(tǒng)發(fā)動機開發(fā)技術相比,數(shù)值式發(fā)動機開發(fā)技術可以在概念設計階段即達到擬開發(fā)發(fā)動機性能目標的90%以上,發(fā)動機性能數(shù)值式概念設計技術正快速發(fā)展。然而,目前國內汽油機性能概念設計技術存在發(fā)展較為落后,整車與動力系統(tǒng)開發(fā)不匹配的問題,針對這一現(xiàn)狀,我團隊提出一種從整車性能需求出發(fā)的汽油機性能數(shù)值式概念設計理念,為汽油機概念設計提供一定指導。本文以四臺增壓直噴汽油機穩(wěn)態(tài)試驗結果為基礎,通過對影響汽油機缸內燃燒過程的關鍵參數(shù)如空燃比、燃燒始點、50%燃燒點、燃燒持續(xù)期等變化規(guī)律的總結,找出汽油機缸內燃燒過程關鍵參數(shù)的共性規(guī)律。發(fā)現(xiàn)汽油機缸內燃燒效率與過量空氣系數(shù)具有良好的線性關系;同時,汽油機缸內燃燒始點、50%燃燒點、燃燒持續(xù)期等參數(shù)主要隨汽油機轉速及負荷的變化而變化,并大致呈隨負荷增大而增大的變化規(guī)律;接著本文利用以上規(guī)律提煉出了汽油機性能概念設計過程中先進仿真技術所需的關鍵缸內燃燒邊界條件,為汽油機開發(fā)過程中一維性能模擬計算優(yōu)化過程提供理論基礎及優(yōu)化方向。隨后,本文簡要介紹了基于整車性能需求出發(fā)的汽油機性能數(shù)值式概念設計理念的汽油機數(shù)值式概念設計平臺的建設思路,并根據(jù)汽油機缸內燃燒過程關鍵參數(shù)的變化規(guī)律,建立了汽油機性能數(shù)值式概念設計一維仿真標準數(shù)模,減少汽油機概念設計過程中的重復建模工作。最后,利用一臺現(xiàn)有汽油機實測數(shù)據(jù)驗證了標準數(shù)模的有效性,為汽油機概念設計提供一定指導。
【圖文】：

圖 2.1 發(fā)動機缸內過程示意圖律：熱量可以從一個物體傳遞到另一個換，但是在轉換過程中，能量的總值保系式可寫成如下形式：BWsseedU dQ dQ dW hdm hdm燒放出的熱量，，熱源項，（ J ）；氣缸壁面的換熱量，（ ）；質的比焓，（ J / kg）；質的比焓，（ ）；量，( kg )；量，( kg )。示活塞對外做功量，在壓縮沖程時活塞化做功這項必須加上負號，因此氣缸容

機工作過程仿真技術可以在研發(fā)概念設計階段預測發(fā)動機的性能，并進行多方的比較，以獲得最佳方案。發(fā)動機工作過程仿真技術還能進行設計參數(shù)的優(yōu)化計，通過研究對比發(fā)動機壓縮比、配氣正時、增壓器特性、進排氣系統(tǒng)的布局尺寸等各種設計參數(shù)；增壓器增壓壓力、發(fā)動機中冷器出口工質溫度以及發(fā)動排氣背壓等各種熱力參數(shù)；發(fā)動機轉速、負荷、發(fā)動機冷卻系溫度、機油壓力油溫等發(fā)動機實際運行參數(shù)對發(fā)動機性能的影響，可以獲得以上各項參數(shù)的最值，提高發(fā)動機性能。在進行仿真計算時，必須考慮到發(fā)動機實際工作過程中缸內的熱力過程、換氣過程、氣體流動、工質性質、渦輪增壓器特性及其與發(fā)機的配合等影響仿真精度的關鍵參數(shù)，以保證發(fā)動機工作過程仿真的準確性。3.1 汽油機工作過程的物理描述及仿真汽油機實際工作循環(huán)是非常復雜的，為獲得氣缸內部實際情況，通常利用燒分析儀來觀察和記錄氣缸內工質壓力隨曲軸轉角的變化，所得結果即為 p-V功圖。由示功圖可以觀察到汽油機的各工作過程中壓力的變化，如圖 3.1 所示
【學位授予單位】：湖南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TK412

【參考文獻】

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本文編號：2568714