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汽油机燃用乙醇汽油混合燃料的仿真研究

作　者: 孙杰
导　师: 吴锋
学　校: 浙江大学
专　业: 动力机械及工程
关键词: 乙醇汽油数值仿真准维模型优化
分类号: TK411.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

目前,节能和减排是车用发动机技术发展的两大方向。清洁代用燃料在内燃机中的推广应用可以有效缓解石油资源紧缺的压力,且能减少有害的排放。作为一种非常有前景的清洁代用燃料,乙醇或乙醇汽油混合燃料对内燃机燃烧过程的性能影响的研究一直是国内外研究的热点之一,受到研究部门和产业界的广泛关注。本文针对电控进气道燃油喷射多缸汽油机,建立了准维模型,对汽油机燃用乙醇汽油混合燃料的工作过程进行了仿真研究。通过台架试验验证了模型的精度,深入研究了掺醇比例对发动机动力性和经济性的影响。研究结果表明,在按化学计量空燃比工作的工况下,燃用乙醇汽油混合燃料可提高发动机充量系数,输出扭矩和功率相较燃用93号汽油略有增加,但因混合燃料热值较低,发动机有效燃油消耗率增加。由于乙醇是一种高辛烷值的含氧燃料,燃用乙醇汽油时汽油机可在较高的压缩比下工作,本文在以上研究工作的基础上,对燃用乙醇汽油混合燃料时的发动机配气正时、压缩比、点火提前角等结构参数和运行参数进行了优化,以充分发挥乙醇汽油的优点,优化发动机的动力性和经济性。

全文目录

致谢  4-5
摘要  5-6
ABSTRACT  6-7
目录  7-10
绪论  10-22
  1.1 课题研究背景及意义  10-15
  1.2 国内外研究现状  15-20
    1.2.1 汽油机燃用乙醇汽油的研究现状  15-17
    1.2.2 发动机数值计算模型的研究现状  17-20
  1.3 本文的主要内容  20-22
2 内燃机工作过程的计算模型  22-34
  2.1 发动机气缸内的热力学基本过程  22-23
  2.2 进气歧管气体流动模型  23-25
    2.2.1 进气歧管内的质量流量率模型  23-24
    2.2.2 进气歧管壁摩擦模型  24-25
  2.3 汽油机的燃油喷雾蒸发模型  25-28
    2.3.1 汽油机的燃油喷射模型  25
    2.3.2 汽油机燃油液滴的蒸发模型  25-27
    2.3.3 汽油机燃油油膜的蒸发模型  27-28
  2.4 汽油机气缸内的燃烧模型  28-29
  2.5 汽油机气缸内换热模型  29-32
    2.5.1 汽油机气缸内的换热模拟计算  29-30
    2.5.2 汽油机气缸内的热传递网络模拟  30-32
  2.6 汽油机活塞气缸壁摩擦模型  32
  2.7 汽油机爆震模型  32-34
3 汽油机关键参数和初始条件的确定及模型的验证  34-46
  3.1 发动机工作过程仿真的基本流程  34-35
  3.2 模型参数和初始条件的确定  35-39
    3.2.1 基本参数  35-36
    3.2.2 节气门  36-38
    3.2.3 进排气门参数设置  38-39
  3.4 发动机实验台架介绍  39-40
  3.5 发动机模型的验证  40-46
4 电喷汽油机燃用乙醇汽油混合燃料的仿真分析  46-56
  4.1 乙醇汽油的物理化学性质  46-48
  4.2 电喷汽油机燃用乙醇汽油的仿真结果  48-56
    4.2.1 充量系数  48-49
    4.2.2 示功图  49-50
    4.2.3 缸内最高压力  50-51
    4.2.4 动力性  51-54
    4.2.5 有效燃油消耗率  54-55
    4.2.6 排气温度  55-56
5 汽油机燃用乙醇汽油混合燃料结构与运转参数的优化  56-66
  5.1 压缩比的优化  56-61
  5.2 点火提前角的优化  61-63
  5.3 空燃比的优化  63-64
  5.4 配气相位的优化  64-66
6 全文工作总结与展望  66-68
  6.1 工作总结  66
  6.2 展望  66-68
参考文献  68-70

汽油机燃用乙醇汽油混合燃料的仿真研究

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