當今世界環(huán)境和資源問題越來越成為阻礙社會可持續(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,是未來清潔能源的重要方向。氫內(nèi)燃機通過對現(xiàn)有內(nèi)燃機的改造以氫氣為能源,可實現(xiàn)清潔、安全的運行,在國內(nèi)外正在得到快速發(fā)展。另一方面以無污染、噪聲低、電能來源廣泛而得到迅速發(fā)展電動汽車,因電池密度小,電量續(xù)航里程短以及電池工作環(huán)境苛刻等缺點已成為了阻礙發(fā)展的瓶頸。通過在電動汽車上安裝增程器,并以氫燃料內(nèi)燃機代替?zhèn)鹘y(tǒng)內(nèi)燃機驅動發(fā)電機為電池進行充電,可大幅提高電動車的續(xù)航里程,并且氫氣燃燒又保證了排放的清潔,對于清潔能源汽車的發(fā)展具有重大意義。本文根據(jù)樣機建立了內(nèi)燃機的仿真模型并進行了燃氫改造,完成氫內(nèi)燃機模型的建立。利用模型仿真探究得到氫內(nèi)燃機的進排氣管長度、管徑、配氣相位、點火角度以及混合氣濃度等各類參數(shù)與進排氣以及輸出特性的關系,并在發(fā)電轉速工況下對各個參數(shù)進行優(yōu)選;根據(jù)噴嘴的流量特性完成噴嘴的選型設計,并建立了氫氣噴射系統(tǒng)的仿真模型;對增程用發(fā)電機進行選型設計并對內(nèi)燃機起動過程進行了研究。主要結果如下:1)得到了發(fā)動機性能與進排氣管直徑、點火角度、配氣相位等各項參數(shù)變化之間的關系,并優(yōu)選確定了能保證氫內(nèi)燃機達到輸出功率并滿足排放要求的最優(yōu)參數(shù),即進氣管參數(shù)為直徑33 mm長度170 mm,排氣管直徑30 mm長度190mm,50%放熱點8度,燃燒持續(xù)期12度,進排氣門開啟角度為310度和135度,混合氣當量比0.6時,運行效果最佳。2)利用所建立模型進行仿真計算,根據(jù)內(nèi)部氫氣壓力的波動幅度變化確定了氫氣穩(wěn)壓軌為直徑80 mm,長度340 mm,容量1.7 L的圓柱體。3)計算出了isg電機的結構參數(shù)為直徑42 cm,鐵心長度14 cm,并通過仿真證明了電機設計的可行性;研究了發(fā)動機的整個起動過程,計算得到了起動所需的扭矩為166.4N·m,功率為3.47kW,計算得出起動加速過程中所需的噴氫量為0.4kg/h~1.8kg/h,為電控系統(tǒng)的設計提供了理論支持。
【學位單位】：中國地質大學(北京)
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：U469.7;U464.178
【部分圖文】：

統(tǒng)燃料面臨的危機以來，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代意義的是圍繞能源而進行的，可以說能源的利用是人類文明發(fā)展的基石。以來的現(xiàn)代社會生產(chǎn)和生活中，人們所依賴的能源還主要是化石能以來越來越嚴重（N.Abas，2015）。而石油作為重要的化石能源在遍使用于航空航天、船舶和汽車等領域，對社會的發(fā)展具有重要意動力裝置內(nèi)燃機主要使用的汽油和柴油都來自于石油，然而作為化是不可再生資源，儲量也并非用之不竭，據(jù)統(tǒng)計目前全球已探明石可供開采 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，目前全球汽車的總保有量三億輛，預計到 2025 年，該數(shù)字將會翻倍直逼 25 億（楊光，201

圖 1.2 增程式汽車結構示意圖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，對電動汽車發(fā)展最大的影響因素是其續(xù)航里程問題，這是性影響的，在電池蓄電技術尚未取得突破的現(xiàn)在，純電動汽車的續(xù)航要矛盾。而增程式電動汽車配備的發(fā)動機作為動力輔助系統(tǒng)，在電池進行工作為其充電續(xù)航，并且將發(fā)動機設定為最佳工作工況，輸出性證動力性最佳且油耗相對最低，因此發(fā)動機可為電池提供充足的電量加了電動車的續(xù)航里程。另一方面，汽車行駛過程中，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：2824478