本文關(guān)鍵詞：米勒循環(huán)在天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)上的性能開發(fā)研究

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【摘要】：天然氣汽車作為新能源汽車近年來發(fā)展十分迅速,但是天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)目前存在燃燒爆震、熱效率低等問題,迫切需要研究更加高效的天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)。米勒循環(huán)方式的天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù),不僅可以在抑制爆震的前提下提高發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比,提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率,而且能大幅降低了NOx排放,可以滿足日益嚴(yán)格的排放法規(guī)。本文針對(duì)目前國內(nèi)重型然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的研究現(xiàn)狀,采用模擬仿真技術(shù)對(duì)米勒循環(huán)天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的工作過程進(jìn)行了研究,并通過試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。本文做了如下工作:(1)針對(duì)目標(biāo)天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)利用GT-Power軟件建立一維仿真模型,并將對(duì)比分析在不同轉(zhuǎn)速下的發(fā)動(dòng)機(jī)性能和熱力學(xué)參數(shù)、不同氣缸的缸壓和放熱率,結(jié)果表明本模型能夠與實(shí)驗(yàn)很好的吻合。(2)通過對(duì)天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)幾何壓縮比和進(jìn)氣相位的仿真研究,得出這兩個(gè)參數(shù)對(duì)天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)性能影響的規(guī)律;在保證有效壓縮比不變的前提下研究膨脹比對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率、燃?xì)庀穆实刃阅苡绊懙囊?guī)律,并找出實(shí)現(xiàn)米勒循環(huán)的最佳膨脹比。(3)針對(duì)米勒循環(huán)動(dòng)力性下降的問題,研究了進(jìn)氣系統(tǒng)及不同EGR率對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響規(guī)律,并優(yōu)化出合理的米勒循環(huán)天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的基本參數(shù);針對(duì)進(jìn)氣門早關(guān)和進(jìn)氣門晚關(guān)兩種米勒循環(huán)方案,對(duì)比其設(shè)計(jì)、動(dòng)力學(xué)表現(xiàn)及性能差異;同時(shí)通過臺(tái)架試驗(yàn)驗(yàn)證米勒循環(huán),并對(duì)比其與奧托循環(huán)的性能差異。(4)通過米勒循環(huán)天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的一維模型模擬分析及樣機(jī)試驗(yàn)驗(yàn)證,研究發(fā)現(xiàn)米勒循環(huán)耦合EGR,能有效拓寬爆震邊界,提高發(fā)動(dòng)機(jī)在中低速下的熱效率1-2%,能夠明顯降低整機(jī)熱負(fù)荷,并且能有效降低NOx排放。米勒循環(huán)地應(yīng)用對(duì)提高天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的整機(jī)經(jīng)濟(jì)性、可靠性和降低排放都有重大意義。
【關(guān)鍵詞】：天然氣發(fā)動(dòng)機(jī) 米勒循環(huán) GT-Power 壓縮比 進(jìn)氣相位 EGR率
【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】：2016
【分類號(hào)】：U464.174
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 課題背景及意義10-12
• 1.2 天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展歷程12-15
• 1.2.1 天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的應(yīng)用12-14
• 1.2.2 米勒循環(huán)14-15
• 1.3 米勒循環(huán)天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀15-16
• 1.3.1 國外研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀16
• 1.4 論文主要內(nèi)容與框架16-18
• 第2章 米勒循環(huán)天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)模擬與實(shí)驗(yàn)分析18-30
• 2.1 米勒循環(huán)原理18-21
• 2.1.1 內(nèi)燃機(jī)理論循環(huán)18-19
• 2.1.2 米勒循環(huán)原理19-21
• 2.2 米勒循環(huán)一維模擬建模21-24
• 2.2.1 發(fā)動(dòng)機(jī)主要技術(shù)參數(shù)21
• 2.2.2 試驗(yàn)用主要儀器設(shè)備21-22
• 2.2.3 模擬平臺(tái)22-24
• 2.2.4 模擬與標(biāo)定性實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比24
• 2.3 結(jié)果與分析24-29
• 2.3.1 計(jì)算模型缸外計(jì)算參數(shù)標(biāo)定24-26
• 2.3.2 計(jì)算模型缸內(nèi)參數(shù)標(biāo)定26-29
• 2.4 本章小結(jié)29-30
• 第3章 米勒循環(huán)天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣相位模擬分析30-54
• 3.1 凸輪型線設(shè)計(jì)與分析30-32
• 3.1.1 進(jìn)氣門晚關(guān)30
• 3.1.2 進(jìn)氣門早關(guān)30-31
• 3.1.3 凸輪型線設(shè)計(jì)及有效壓縮比計(jì)算31-32
• 3.2 進(jìn)氣門晚關(guān)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)影響分析32-39
• 3.2.1 發(fā)動(dòng)機(jī)性能32-34
• 3.2.2 EGR率34-35
• 3.2.3 渦前壓力和排溫35-36
• 3.2.4 缸內(nèi)壓力和換氣過程36-39
• 3.3 EGR率對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)影響分析39-42
• 3.4 進(jìn)氣相位對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)影響分析42-44
• 3.5 進(jìn)氣門早關(guān)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)影響44-53
• 3.5.1 壓縮比44-49
• 3.5.2 換氣過程49-50
• 3.5.3 低速扭矩50-53
• 3.6 本章小結(jié)53-54
• 第4章 樣機(jī)試驗(yàn)54-63
• 4.1 試驗(yàn)條件及設(shè)備54-57
• 4.1.1 試驗(yàn)條件54-55
• 4.1.2 試驗(yàn)設(shè)備55-57
• 4.2 試驗(yàn)方法57-58
• 4.3 試驗(yàn)結(jié)果分析58-62
• 4.4 本章小結(jié)62-63
• 總結(jié)與展望63-64
• 參考文獻(xiàn)64-68
• 致謝68

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