【摘要】：發(fā)動機數(shù)值仿真技術在現(xiàn)代發(fā)動機開發(fā)過程中應用十分廣泛,極大縮短發(fā)動機設計開發(fā)的周期,有效提高發(fā)動機性能優(yōu)化的效率。目前,發(fā)動機仿真技術存在以下問題:建模過程繁瑣,需確定或優(yōu)化的參數(shù)繁多,工作量巨大;仿真數(shù)模的精度難以保證,主要取決于對邊界條件的把握;當計算結果與開發(fā)目標存在差異時缺乏優(yōu)化方向的指導。同時,在能源危機和節(jié)能減排的背景下,高效節(jié)能的汽油機有著廣闊的前景。因此,本文提出了一種建立在缸內熱功轉換過程相似性研究基礎上的增壓直噴汽油機標準仿真數(shù)模,在同類型不同內燃機之間進行參數(shù)移植,提供發(fā)動機的性能仿真優(yōu)化的精確邊界條件,并為發(fā)動機性能的數(shù)值式開發(fā)提供正確的優(yōu)化指導方向。本文通過對比多臺先進發(fā)動機的性能與結構對標數(shù)據(jù),總結發(fā)動機氣體動力學相似性和缸內燃燒過程、傳熱過程、以及熱功轉換過程中的相似性規(guī)律,來得到發(fā)動機的性能與其運行參數(shù)間的聯(lián)系,最終,建立增壓式直噴汽油機的標準仿真數(shù)模平臺并進行驗證。結果表明:滿足發(fā)動機氣體動力學相似性準則的不同進、排氣系統(tǒng)能夠得到相同的充量系數(shù)-轉速特性曲線。對于不同的發(fā)動機缸內熱功轉換過程,發(fā)動機的燃燒效率和過量空氣系數(shù)之間存在非常好的線性關系;韋伯燃燒模型中,燃燒持續(xù)期和50%燃燒位置點分別與轉速、燃燒始點、過量空氣系數(shù)、缸內殘余廢氣系數(shù)存在定量的函數(shù)關系,燃燒品質參數(shù)基本在2.0左右,只有在很小負荷下燃燒品質參數(shù)會明顯小于2.0;缸內傳熱過程中,發(fā)動機絕熱效率均隨負荷和轉速增大而增大。借助上述相似性規(guī)律,建立增壓直噴汽油機標準數(shù)模和性能仿真平臺,將1.4T增壓直噴汽油機重要參數(shù)移植到1.5T發(fā)動機模型中,扭矩、BSFC隨轉速變化的趨勢基本和目標值吻合,盡管部分轉速下存在差距,但是這種差異是發(fā)動機控制參數(shù)不同造成的,經優(yōu)化后仿真結果接近發(fā)動機的目標值。
【圖文】：

氣系數(shù)的溫度，K；根據(jù)殘余廢氣系數(shù)的定義，RGF 可以表達為：RGRG airmRGFm m RG、Δmair分別表示缸內殘余廢氣質量和進氣門關閉時刻缸內新鮮。，從上式(2.6)可以看出，IMEP 可以表達成進氣密度、充量系數(shù)、、缸內熱功轉換效率的一個明確的關系式。進氣密度又可進一步分壓力與溫度的函數(shù)；充量系數(shù)則可分解成進氣閥關閉時的氣缸容積比、缸內殘余廢氣系數(shù)的函數(shù)；過量空氣系數(shù)已是控制參數(shù)，，無需缸內熱功轉換效率則又可分解成燃燒效率、缸內熱功轉換效率和膨。逐級分解后，最終可將 IMEP 表達成發(fā)動機結構尺寸或設計參數(shù)( 等)、控制參數(shù)(如過量空氣系數(shù)、氣門重疊角、點火提前角等)和氣壓力與溫度)等可控制、可優(yōu)化的參數(shù)，如圖 2.1 所示。最終目標表達成包含各主要設計、控制、與運行參數(shù)的控制方程組。

c) 外接管長度為 250mm 的充量系數(shù)對比 d) 外接管長度為 1000 的充量系數(shù)對比圖 3.1 未修正氣缸壁溫的充量系數(shù)-轉速曲線相似性準則驗證結果a) 外接管長度為 0 的充量系數(shù)對比 b) 外接管長度為 0 的充量系數(shù)對比
【學位授予單位】：湖南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TK412

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 張金柱;模擬試驗相似性準則與飛機環(huán)境控制系統(tǒng)試驗[J];航空標準化與質量;1999年05期

2 李寶駿;;被動式太陽房高效供暖設計[J];沈陽建筑工程學院學報;1990年04期

3 由勇,張鳳鳴,由俊生;動態(tài)飛行模擬器相似性分析[J];火力與指揮控制;2003年05期

4 羅延鐘,許妙立,吳之訓;面極化球體上視復電阻率的頻譜特性和模擬相似性準則[J];桂林冶金地質學院學報;1986年02期

5 龍舟;名詞淺釋[J];電焊機;1996年04期

6 劉宏利,周德泉,王濤;淺層地震模型試驗研究[J];長沙交通學院學報;2004年01期

7 陶祖萊,簡來成,李濤,高宇欣;空間連續(xù)流電泳電流體力學過程的地基模擬[J];空間科學學報;2002年01期

8 熊維綱 ,詹正彬 ,劉江平 ,張雙喜 ,朱培民;非均勻介質模型材料選擇及成形技術[J];地質科技情報;1985年02期

9 黎霞;;淺層地震模型試驗研究[J];礦冶工程;2006年02期

10 曾昭發(fā),薛建,王者江,田鋼,翁愛華;探地雷達物理模擬相似性準則及監(jiān)測油氣污染試驗[J];長春科技大學學報;1998年04期

相關會議論文 前3條

1 Kamkina L.V.;Projdak Yu. S.;Stovpchenko G.P.;;采用相似性準則進行煉鋼工藝的物理化學模擬[A];2007中國鋼鐵年會論文集[C];2007年

2 曾迪;;大型鋼筋混凝土結構相似性準則及試驗方案研究[A];第三屆全國城市與工程安全減災學術研討會論文集[C];2010年

3 松本樹典;jK爪芳德;福村和之;黃麒境;堀越研一;;振動臺試驗對砂土地基中樁基礎模型的動力反應研究(英文)[A];2002年中國西北部重大工程地質問題論壇論文集[C];2002年

相關博士學位論文 前1條

1 葛永新;圖像匹配中若干關鍵問題的研究[D];重慶大學;2011年

相關碩士學位論文 前1條

1 胡濤;基于熱功轉換過程相似性研究的汽油機性能標準數(shù)模開發(fā)[D];湖南大學;2018年

本文編號：2648346