基于缸內(nèi)耦合朗肯循環(huán)六沖程柴油機理想循環(huán)的基礎(chǔ)研究
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【摘要】:汽車燃料燃燒所產(chǎn)生的能量中,通過發(fā)動機廢氣散失的能量占近三分之一,且溫度較高,可利用率較大,發(fā)動機廢氣能量回收利用成為了國內(nèi)外內(nèi)燃機行業(yè)的研究熱點之一。常見的汽車廢氣能量回收技術(shù)在利用方式、回收率等方面存在不同程度的局限性,如廢氣渦輪增壓技術(shù)相當成熟并已經(jīng)得到大規(guī)模應(yīng)用,但是能量回收有限;廢氣溫差發(fā)電技術(shù)存在材料成本高、材料要求高、熱電轉(zhuǎn)換效率低等問題;缸外耦合朗肯循環(huán)技術(shù)具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、工況適應(yīng)性差、整體效率提升不足等特點。Conklin和Szybist設(shè)計了一種基于缸內(nèi)噴水回收廢氣能量的六沖程發(fā)動機,并在設(shè)定一系列噴水量的前提下,計算了六沖程工作循環(huán)缸內(nèi)的狀態(tài)參數(shù),然而這種設(shè)計還存在一些不足,如對水溫要求嚴格,在部分排氣中也浪費了一定的廢氣能量等。本文具體分析了Conklin和Szybist設(shè)計的六沖程發(fā)動機的特點和不足,設(shè)計了基于缸內(nèi)耦合朗肯循環(huán)六沖程柴油機的工作原理,與常規(guī)噴水六沖程發(fā)動機進行了對比分析;提出一種基于朗肯循環(huán)的六沖程柴油機理想循環(huán):即前四個理論循環(huán)過程(進氣、壓縮和作功行程)與柴油機理想循環(huán)基本相同,增加的理想循環(huán)過程依次分別為廢氣等熵壓縮過程,廢氣等壓容積降低過程(約束目標是水保持液態(tài)),液態(tài)水瞬間汽化特殊過程,廢氣與水蒸汽混合氣體等熵膨脹過程;依據(jù)六沖程柴油機理想循環(huán)構(gòu)建了相關(guān)數(shù)學(xué)模型,進行了熱效率理論計算,計算內(nèi)容主要包括第四與第五沖程缸內(nèi)狀態(tài)參數(shù)及增加的指示功;研究了不同噴水開始時刻與噴水量對缸內(nèi)狀態(tài)參數(shù)和增加指示功的影響規(guī)律。研究結(jié)果表明:通過Diesel聯(lián)合Rankine循環(huán)的六沖程柴油機可以有效回收廢氣能量,提高發(fā)動機能量利用效率;隨著噴水開始時刻提前,噴水量增加,增加的兩個沖程增加指示功越多。同時該內(nèi)燃機具有潛在的減排優(yōu)勢,在理論上,有可能降低HC、PM和NOX的排放。
【關(guān)鍵詞】:廢氣能量回收利用 六沖程柴油機 朗肯循環(huán) 噴水開始時刻 噴水量
【學(xué)位授予單位】:長安大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號】:U464.172
【目錄】:
- 摘要4-5
- Abstract5-8
- 第一章 緒論8-22
- 1.1 研究背景8-10
- 1.1.1 石油能源危機8-9
- 1.1.2 傳統(tǒng)內(nèi)燃機能量利用情況9-10
- 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-19
- 1.2.1 汽車廢氣能量利用技術(shù)簡介10-15
- 1.2.2 朗肯循環(huán)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-19
- 1.3 研究主要內(nèi)容19-21
- 1.4 研究技術(shù)路線21-22
- 第二章 六沖程內(nèi)燃機現(xiàn)狀與評價22-26
- 第三章 基于缸內(nèi)耦合朗肯循環(huán)六沖程柴油機工作原理設(shè)計26-29
- 3.1 基于缸內(nèi)耦合朗肯循環(huán)六沖程柴油機工作原理26
- 3.2 與常規(guī)噴水六沖程發(fā)動機的對比分析26-29
- 第四章 基于缸內(nèi)耦合朗肯循環(huán)六沖程柴油機理想循環(huán)的構(gòu)建29-32
- 4.1 四沖程內(nèi)燃機的理想循環(huán)29-30
- 4.2 缸內(nèi)耦合朗肯循環(huán)六沖程柴油機的理想循環(huán)30-32
- 第五章 理想循環(huán)熱效率的理論計算32-42
- 5.1 約束條件32
- 5.2 理想循環(huán)的熱效率仿真計算模型的建立32-34
- 5.3 計算結(jié)果與分析34-42
- 第六章 噴水規(guī)律對理想循環(huán)熱效率的影響規(guī)律42-50
- 6.1 噴水開始時刻對理想循環(huán)熱效率的影響規(guī)律42-47
- 6.2 噴水量對理想循環(huán)熱效率的影響規(guī)律47-50
- 總結(jié)與展望50-52
- 總結(jié)50-51
- 展望51-52
- 參考文獻52-54
- 攻讀學(xué)位期間取得的研究成果54-55
- 致謝55
【相似文獻】
中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前8條
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中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條
1 楊璐;基于缸內(nèi)耦合朗肯循環(huán)六沖程柴油機理想循環(huán)的基礎(chǔ)研究[D];長安大學(xué);2016年
,本文編號:651044
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