當(dāng)今世界環(huán)境和資源問(wèn)題越來(lái)越成為阻礙社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的障礙,而氫氣以其優(yōu)良的特性可作為石油燃料的的替代燃料,是未來(lái)清潔能源的重要方向。氫內(nèi)燃機(jī)通過(guò)對(duì)現(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)的改造以氫氣為能源,可實(shí)現(xiàn)清潔、安全的運(yùn)行,在國(guó)內(nèi)外正在得到快速發(fā)展。另一方面以無(wú)污染、噪聲低、電能來(lái)源廣泛而得到迅速發(fā)展電動(dòng)汽車,因電池密度小,電量續(xù)航里程短以及電池工作環(huán)境苛刻等缺點(diǎn)已成為了阻礙發(fā)展的瓶頸。通過(guò)在電動(dòng)汽車上安裝增程器,并以氫燃料內(nèi)燃機(jī)代替?zhèn)鹘y(tǒng)內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)為電池進(jìn)行充電,可大幅提高電動(dòng)車的續(xù)航里程,并且氫氣燃燒又保證了排放的清潔,對(duì)于清潔能源汽車的發(fā)展具有重大意義。本文根據(jù)樣機(jī)建立了內(nèi)燃機(jī)的仿真模型并進(jìn)行了燃?xì)涓脑?完成氫內(nèi)燃機(jī)模型的建立。利用模型仿真探究得到氫內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)排氣管長(zhǎng)度、管徑、配氣相位、點(diǎn)火角度以及混合氣濃度等各類參數(shù)與進(jìn)排氣以及輸出特性的關(guān)系,并在發(fā)電轉(zhuǎn)速工況下對(duì)各個(gè)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)選;根據(jù)噴嘴的流量特性完成噴嘴的選型設(shè)計(jì),并建立了氫氣噴射系統(tǒng)的仿真模型;對(duì)增程用發(fā)電機(jī)進(jìn)行選型設(shè)計(jì)并對(duì)內(nèi)燃機(jī)起動(dòng)過(guò)程進(jìn)行了研究。主要結(jié)果如下:1)得到了發(fā)動(dòng)機(jī)性能與進(jìn)排氣管直徑、點(diǎn)火角度、配氣相位等各項(xiàng)參數(shù)變化之間的關(guān)系,并優(yōu)選確定了能保證氫內(nèi)燃機(jī)達(dá)到輸出功率并滿足排放要求的最優(yōu)參數(shù),即進(jìn)氣管參數(shù)為直徑33 mm長(zhǎng)度170 mm,排氣管直徑30 mm長(zhǎng)度190mm,50%放熱點(diǎn)8度,燃燒持續(xù)期12度,進(jìn)排氣門(mén)開(kāi)啟角度為310度和135度,混合氣當(dāng)量比0.6時(shí),運(yùn)行效果最佳。2)利用所建立模型進(jìn)行仿真計(jì)算,根據(jù)內(nèi)部氫氣壓力的波動(dòng)幅度變化確定了氫氣穩(wěn)壓軌為直徑80 mm,長(zhǎng)度340 mm,容量1.7 L的圓柱體。3)計(jì)算出了isg電機(jī)的結(jié)構(gòu)參數(shù)為直徑42 cm,鐵心長(zhǎng)度14 cm,并通過(guò)仿真證明了電機(jī)設(shè)計(jì)的可行性;研究了發(fā)動(dòng)機(jī)的整個(gè)起動(dòng)過(guò)程,計(jì)算得到了起動(dòng)所需的扭矩為166.4N·m,功率為3.47kW,計(jì)算得出起動(dòng)加速過(guò)程中所需的噴氫量為0.4kg/h~1.8kg/h,為電控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供了理論支持。
【學(xué)位單位】：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：U469.7;U464.178
【部分圖文】：

統(tǒng)燃料面臨的危機(jī)以來(lái)，能源就是人類賴以生存和發(fā)展的必需品，從古代使用的木材、石油等都是人類賴以生存的支柱，歷史上兩次具有劃時(shí)代意義的是圍繞能源而進(jìn)行的，可以說(shuō)能源的利用是人類文明發(fā)展的基石。以來(lái)的現(xiàn)代社會(huì)生產(chǎn)和生活中，人們所依賴的能源還主要是化石能以來(lái)越來(lái)越嚴(yán)重（N.Abas，2015）。而石油作為重要的化石能源在遍使用于航空航天、船舶和汽車等領(lǐng)域，對(duì)社會(huì)的發(fā)展具有重要意動(dòng)力裝置內(nèi)燃機(jī)主要使用的汽油和柴油都來(lái)自于石油，然而作為化是不可再生資源，儲(chǔ)量也并非用之不竭，據(jù)統(tǒng)計(jì)目前全球已探明石可供開(kāi)采 40-50 年，面臨著可能枯竭的困境（張永鋒，2007）。而量卻在持續(xù)上升，如圖 1.1 所示，近十年來(lái)全球汽車保有量持續(xù)走率也穩(wěn)定在較高的水平，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前全球汽車的總保有量三億輛，預(yù)計(jì)到 2025 年，該數(shù)字將會(huì)翻倍直逼 25 億（楊光，201

圖 1.2 增程式汽車結(jié)構(gòu)示意圖Fig. 1.2 Schematic diagram of an extended range ca增程器的研究意義1）增加續(xù)航里程文介紹到，對(duì)電動(dòng)汽車發(fā)展最大的影響因素是其續(xù)航里程問(wèn)題，這是性影響的，在電池蓄電技術(shù)尚未取得突破的現(xiàn)在，純電動(dòng)汽車的續(xù)航要矛盾。而增程式電動(dòng)汽車配備的發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力輔助系統(tǒng)，在電池進(jìn)行工作為其充電續(xù)航，并且將發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)定為最佳工作工況，輸出性證動(dòng)力性最佳且油耗相對(duì)最低，因此發(fā)動(dòng)機(jī)可為電池提供充足的電量加了電動(dòng)車的續(xù)航里程。另一方面，汽車行駛過(guò)程中，X棾唐骱推倒ぷ鰨蠓檔偷緋刈槌浞諾綾堵�，对延长稻p刈櫚氖褂檬倜謝

本文編號(hào)：2824478