渦輪增壓缸內(nèi)直噴汽油機(jī)具有高升功率,低排放、低油耗等優(yōu)點(diǎn),成為了當(dāng)今汽車(chē)行業(yè)節(jié)能減排的重要技術(shù)方案之一。為了在最小成本的前提下實(shí)現(xiàn)整車(chē)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)提出的性能目標(biāo),本文研究了發(fā)動(dòng)機(jī)性能仿真理論、通過(guò)對(duì)標(biāo)競(jìng)品車(chē)型確定發(fā)動(dòng)機(jī)性能目標(biāo)的方法、影響發(fā)動(dòng)機(jī)性能的因素、基于多目標(biāo)多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化的初始技術(shù)方案、基于初始技術(shù)方案的直噴增壓發(fā)動(dòng)機(jī)待優(yōu)化內(nèi)容(包括發(fā)動(dòng)機(jī)排量、氣門(mén)升程型線、可選的壓縮比、渦輪機(jī)選型、進(jìn)氣門(mén)尺寸、進(jìn)氣歧管管徑以及穩(wěn)壓腔容積)、直噴增壓發(fā)動(dòng)機(jī)性能模型參數(shù)定義等內(nèi)容。這些內(nèi)容的研究為直噴增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的性能分析與優(yōu)化提供了理論支撐和前提條件。本文使用了“DOE優(yōu)化聯(lián)合試驗(yàn)驗(yàn)證”的方法。基于里卡多的DOE優(yōu)化算法和步驟(排量?jī)?yōu)化——優(yōu)化全負(fù)荷——優(yōu)化部分負(fù)荷),重點(diǎn)分析了待優(yōu)化內(nèi)容對(duì)增壓直噴發(fā)動(dòng)機(jī)的性能影響。通過(guò)分析,預(yù)測(cè)了實(shí)現(xiàn)性能目標(biāo)的待優(yōu)化內(nèi)容的最優(yōu)變量組合(1.5L、主選凸輪、45K84渦輪機(jī)、壓縮比10、進(jìn)氣門(mén)尺寸ISD23.5mm、進(jìn)氣歧管管徑24mm和穩(wěn)壓腔容積1.27L)。最后,對(duì)分析和優(yōu)化后推薦的硬件組合方案進(jìn)行性能驗(yàn)證,試驗(yàn)表明:1.5L增壓直噴發(fā)動(dòng)機(jī)全負(fù)荷可以實(shí)現(xiàn)1700...

【文章頁(yè)數(shù)】：69 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 研究增壓直噴發(fā)動(dòng)機(jī)的背景和意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 研究目標(biāo)、內(nèi)容、方法以及技術(shù)路線等
        1.3.1 研究目標(biāo)
        1.3.2 研究?jī)?nèi)容
        1.3.3 研究方法和技術(shù)路線
        1.3.4 研究結(jié)論
2 發(fā)動(dòng)機(jī)性能仿真理論
    2.1 發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程數(shù)學(xué)模型
        2.1.1 缸內(nèi)熱力學(xué)過(guò)程模型
        2.1.2 燃燒模型
        2.1.3 傳熱模型
        2.1.4 發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械損失模型
    2.2 管路和腔體模型
        2.2.1 管路和腔體中流體流動(dòng)模型
        2.2.2 壁面摩擦模型
    2.3 空濾器模型
    2.4 中冷器模型
    2.5 渦輪增壓器的數(shù)學(xué)模型
        2.5.1 渦輪增壓器穩(wěn)定運(yùn)行的準(zhǔn)則
        2.5.2 壓氣機(jī)特性參數(shù)的計(jì)算
    2.6 本章小結(jié)
3 待優(yōu)化內(nèi)容的確定和性能模型參數(shù)定義
    3.1 待優(yōu)化內(nèi)容的確定
        3.1.1 發(fā)動(dòng)機(jī)性能目標(biāo)的提出
            3.1.1.1 發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性目標(biāo)
            3.1.1.2 發(fā)動(dòng)機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性目標(biāo)
        3.1.2 影響發(fā)動(dòng)機(jī)性能的相關(guān)因素
        3.1.3 基于多目標(biāo)多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化的初始技術(shù)方案
            3.1.3.1 學(xué)科分析
            3.1.3.2 多學(xué)科設(shè)計(jì)過(guò)程組織及其優(yōu)化算法
        3.1.4 基于初始技術(shù)方案的待優(yōu)化內(nèi)容
    3.2 性能模型參數(shù)定義
        3.2.1 排量、缸徑、曲柄半徑、連桿長(zhǎng)、進(jìn)排氣門(mén)直徑
        3.2.2 氣道流量系數(shù)和氣門(mén)升程型線
        3.2.3 壓縮比、點(diǎn)火順序、燃燒參數(shù)
        3.2.4 換熱參數(shù)
        3.2.5 摩擦參數(shù)
        3.2.6 邊界條件
    3.3 本章小結(jié)
4 增壓直噴發(fā)動(dòng)機(jī)性能分析與優(yōu)化
    4.1 基于動(dòng)力性目標(biāo)對(duì)不同排量的性能分析
    4.2 增壓直噴發(fā)動(dòng)機(jī)全負(fù)荷性能分析與優(yōu)化
        4.2.1 氣門(mén)升程型線優(yōu)化
            4.2.1.1 基于DOE優(yōu)化算法的變量控制
            4.2.1.2 基于簡(jiǎn)化DOE優(yōu)化算法的分析與評(píng)價(jià)
            4.2.1.3 兩組型線方案的性能
            4.2.1.4 兩組型線方案的空氣、燃油質(zhì)量流量和歧管容積效率
            4.2.1.5 兩組型線方案的燃燒特征
            4.2.1.6 兩組型線方案的氣門(mén)正時(shí)和殘余廢氣
            4.2.1.7 兩組型線方案的壓縮機(jī)進(jìn)氣口和排氣口條件
            4.2.1.8 兩組型線方案的渦輪機(jī)入口溫度和壓力
            4.2.1.9 兩組型線方案的壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速和廢氣門(mén)開(kāi)度
        4.2.2 兩種壓縮比對(duì)性能的影響分析
        4.2.3 可選渦輪機(jī)選型對(duì)性能的影響分析
        4.2.4 進(jìn)氣門(mén)尺寸對(duì)性能的影響分析
        4.2.5 進(jìn)氣歧管管徑以及穩(wěn)壓腔容積對(duì)性能的影響分析
    4.3 部分負(fù)荷性能分析
        4.3.1 基于比油耗目標(biāo)的VVT設(shè)變
        4.3.2 2000r/min 23.9Nm的VVT與比油耗關(guān)系分析
        4.3.3 2500r/min 179Nm的VVT與比油耗關(guān)系分析
    4.4 本章小結(jié)
5 性能試驗(yàn)驗(yàn)證
    5.1 性能驗(yàn)證的方法、原則以及設(shè)計(jì)驗(yàn)證計(jì)劃
        5.1.1 性能驗(yàn)證方法
        5.1.2 性能驗(yàn)證原則
        5.1.3 性能試驗(yàn)的驗(yàn)證計(jì)劃
    5.2 性能試驗(yàn)
        5.2.1 試驗(yàn)條件
        5.2.2 試驗(yàn)記錄
    5.3 試驗(yàn)結(jié)論
6 結(jié)論與展望
致謝
參考文獻(xiàn)
個(gè)人簡(jiǎn)歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及取得的研究成果



本文編號(hào)：3830148