液氮發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程數(shù)值仿真與試驗(yàn)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(dòng)機(jī)正是因應(yīng)這種形勢(shì)而出現(xiàn)，它沒(méi)有缸內(nèi)的燃燒過(guò)程也沒(méi)有污染物的排放，是真正意義上的綠色動(dòng)力；它以液氮儲(chǔ)能不消耗石油資源，是對(duì)能源利用形式的一個(gè)新的有益的探索。 本文以液氮發(fā)動(dòng)機(jī)為研究對(duì)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(duì)液氮發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)過(guò)程進(jìn)行了分析，探討了多級(jí)聯(lián)合循環(huán)以及再熱循環(huán)，并分析實(shí)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(guò)對(duì)液氮發(fā)動(dòng)機(jī)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(shí)間的液氮發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)工作過(guò)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(dòng)機(jī)的缸內(nèi)工作過(guò)程的Simulink模型，并通過(guò)與試驗(yàn)所得結(jié)果的對(duì)比驗(yàn)證了模型的正確性。 4.基于液氮發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)

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