液氮發(fā)動機工作過程數(shù)值仿真與試驗研究.pdf

1、隨著環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的要求不斷提高，汽車工業(yè)的發(fā)展也面臨著能源和環(huán)保兩方面的挑戰(zhàn)。液氮發(fā)動機正是因應(yīng)這種形勢而出現(xiàn)，它沒有缸內(nèi)的燃燒過程也沒有污染物的排放，是真正意義上的綠色動力；它以液氮儲能不消耗石油資源，是對能源利用形式的一個新的有益的探索。 本文以液氮發(fā)動機為研究對象，在以下方面進(jìn)行了研究： 1.在理論上從可用能分析的角度對液氮發(fā)動機缸內(nèi)過程進(jìn)行了分析，探討了多級聯(lián)合循環(huán)以及再熱循環(huán)，并分析實際循環(huán)中應(yīng)采取的合

2、理的初始膨脹壓力以及膨脹方式。 2.通過對液氮發(fā)動機缸內(nèi)控制邊界物理模型的分析，基于熱力學(xué)第一定律的能量守恒原理和理想氣體狀態(tài)方程，建立了理想的一維的基于時間的液氮發(fā)動機缸內(nèi)工作過程的連續(xù)狀態(tài)數(shù)學(xué)模型。 3.根據(jù)上述的數(shù)學(xué)模型，基于Matlab/Simulink/Stateflow的工作環(huán)境建立了液氮發(fā)動機的缸內(nèi)工作過程的Simulink模型，并通過與試驗所得結(jié)果的對比驗證了模型的正確性。 4.基于液氮發(fā)動機缸內(nèi)

3、過程的Simulink模型以及Matlab的分析環(huán)境，對旋轉(zhuǎn)閥的結(jié)構(gòu)參數(shù)和液氮發(fā)動機的運行參數(shù)如轉(zhuǎn)速、進(jìn)氣壓力等對液氮發(fā)動機工作過程的影響形式進(jìn)行了分析。 5.基于S185柴油機改造的液氮原型機進(jìn)行了試驗研究，分析了進(jìn)氣相位對液氮發(fā)動機的動力性能以及經(jīng)濟(jì)性能的影響，得到了液氮發(fā)動機的速度特性和負(fù)荷特性。 從數(shù)值仿真和試驗研究的結(jié)果可以看出，液氮發(fā)動機具有理論和實踐的可行性，有必要對影響液氮發(fā)動機性能的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行深入的研