【摘要】：在現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)的開(kāi)發(fā)過(guò)程中,數(shù)字式虛擬發(fā)動(dòng)機(jī)這一概念正逐漸為人們所熟悉。相對(duì)于傳統(tǒng)的實(shí)體發(fā)動(dòng)機(jī)而言,數(shù)字式發(fā)動(dòng)機(jī)的本質(zhì)為開(kāi)發(fā)過(guò)程(包括參數(shù)優(yōu)化與結(jié)果驗(yàn)證等)是通過(guò)數(shù)值形式來(lái)開(kāi)發(fā)而不是采用實(shí)物形式來(lái)完成。與傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)發(fā)技術(shù)相比,數(shù)值式發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)發(fā)技術(shù)可以在概念設(shè)計(jì)階段即達(dá)到擬開(kāi)發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)性能目標(biāo)的90%以上,發(fā)動(dòng)機(jī)性能數(shù)值式概念設(shè)計(jì)技術(shù)正快速發(fā)展。然而,目前國(guó)內(nèi)汽油機(jī)性能概念設(shè)計(jì)技術(shù)存在發(fā)展較為落后,整車(chē)與動(dòng)力系統(tǒng)開(kāi)發(fā)不匹配的問(wèn)題,針對(duì)這一現(xiàn)狀,我團(tuán)隊(duì)提出一種從整車(chē)性能需求出發(fā)的汽油機(jī)性能數(shù)值式概念設(shè)計(jì)理念,為汽油機(jī)概念設(shè)計(jì)提供一定指導(dǎo)。本文以四臺(tái)增壓直噴汽油機(jī)穩(wěn)態(tài)試驗(yàn)結(jié)果為基礎(chǔ),通過(guò)對(duì)影響汽油機(jī)缸內(nèi)燃燒過(guò)程的關(guān)鍵參數(shù)如空燃比、燃燒始點(diǎn)、50%燃燒點(diǎn)、燃燒持續(xù)期等變化規(guī)律的總結(jié),找出汽油機(jī)缸內(nèi)燃燒過(guò)程關(guān)鍵參數(shù)的共性規(guī)律。發(fā)現(xiàn)汽油機(jī)缸內(nèi)燃燒效率與過(guò)量空氣系數(shù)具有良好的線(xiàn)性關(guān)系;同時(shí),汽油機(jī)缸內(nèi)燃燒始點(diǎn)、50%燃燒點(diǎn)、燃燒持續(xù)期等參數(shù)主要隨汽油機(jī)轉(zhuǎn)速及負(fù)荷的變化而變化,并大致呈隨負(fù)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(jī)性能概念設(shè)計(jì)過(guò)程中先進(jìn)仿真技術(shù)所需的關(guān)鍵缸內(nèi)燃燒邊界條件,為汽油機(jī)開(kāi)發(fā)過(guò)程中一維性能模擬計(jì)算優(yōu)化過(guò)程提供理論基礎(chǔ)及優(yōu)化方向。隨后,本文簡(jiǎn)要介紹了基于整車(chē)性能需求出發(fā)的汽油機(jī)性能數(shù)值式概念設(shè)計(jì)理念的汽油機(jī)數(shù)值式概念設(shè)計(jì)平臺(tái)的建設(shè)思路,并根據(jù)汽油機(jī)缸內(nèi)燃燒過(guò)程關(guān)鍵參數(shù)的變化規(guī)律,建立了汽油機(jī)性能數(shù)值式概念設(shè)計(jì)一維仿真標(biāo)準(zhǔn)數(shù)模,減少汽油機(jī)概念設(shè)計(jì)過(guò)程中的重復(fù)建模工作。最后,利用一臺(tái)現(xiàn)有汽油機(jī)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了標(biāo)準(zhǔn)數(shù)模的有效性,為汽油機(jī)概念設(shè)計(jì)提供一定指導(dǎo)。
【圖文】：

圖 2.1 發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)過(guò)程示意圖律：熱量可以從一個(gè)物體傳遞到另一個(gè)換，但是在轉(zhuǎn)換過(guò)程中，能量的總值保系式可寫(xiě)成如下形式：BWsseedU dQ dQ dW hdm hdm燒放出的熱量，，熱源項(xiàng)，（ J ）；氣缸壁面的換熱量，（ ）；質(zhì)的比焓，（ J / kg）；質(zhì)的比焓，（ ）；量，( kg )；量，( kg )。示活塞對(duì)外做功量，在壓縮沖程時(shí)活塞化做功這項(xiàng)必須加上負(fù)號(hào)，因此氣缸容

機(jī)工作過(guò)程仿真技術(shù)可以在研發(fā)概念設(shè)計(jì)階段預(yù)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能，并進(jìn)行多方的比較，以獲得最佳方案。發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程仿真技術(shù)還能進(jìn)行設(shè)計(jì)參數(shù)的優(yōu)化計(jì)，通過(guò)研究對(duì)比發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比、配氣正時(shí)、增壓器特性、進(jìn)排氣系統(tǒng)的布局尺寸等各種設(shè)計(jì)參數(shù)；增壓器增壓壓力、發(fā)動(dòng)機(jī)中冷器出口工質(zhì)溫度以及發(fā)動(dòng)排氣背壓等各種熱力參數(shù)；發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系溫度、機(jī)油壓力油溫等發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行參數(shù)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響，可以獲得以上各項(xiàng)參數(shù)的最值，提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能。在進(jìn)行仿真計(jì)算時(shí)，必須考慮到發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際工作過(guò)程中缸內(nèi)的熱力過(guò)程、換氣過(guò)程、氣體流動(dòng)、工質(zhì)性質(zhì)、渦輪增壓器特性及其與發(fā)機(jī)的配合等影響仿真精度的關(guān)鍵參數(shù)，以保證發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程仿真的準(zhǔn)確性。3.1 汽油機(jī)工作過(guò)程的物理描述及仿真汽油機(jī)實(shí)際工作循環(huán)是非常復(fù)雜的，為獲得氣缸內(nèi)部實(shí)際情況，通常利用燒分析儀來(lái)觀察和記錄氣缸內(nèi)工質(zhì)壓力隨曲軸轉(zhuǎn)角的變化，所得結(jié)果即為 p-V功圖。由示功圖可以觀察到汽油機(jī)的各工作過(guò)程中壓力的變化，如圖 3.1 所示
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TK412

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2568714