壓縮空氣-燃油混合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程的數(shù)值模擬與試驗(yàn)研究.pdf

1、由于石油資源的日益短缺以及內(nèi)燃機(jī)汽車造成的環(huán)境污染問(wèn)題日益嚴(yán)重，世界各國(guó)汽車生產(chǎn)廠商和相關(guān)科研機(jī)構(gòu)在致力于提高汽車內(nèi)燃機(jī)性能以滿足越來(lái)越嚴(yán)格的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)要求的同時(shí)，也把更多的目光投向新一代不使用石油等礦物質(zhì)燃料、超低排放、清潔節(jié)能型汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的研發(fā)。 本文設(shè)計(jì)了一種新型壓縮空氣/燃油混合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)，其結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有的壓縮空氣/燃油混合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)顯著不同，這種新型混合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)能夠在同一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)上實(shí)現(xiàn)兩種工作模式的運(yùn)行：壓縮空氣動(dòng)力模式

2、和內(nèi)燃機(jī)模式。壓縮空氣動(dòng)力模式是將壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)化為曲軸旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能，沒(méi)有污染排放。內(nèi)燃機(jī)模式的工作原理與普通四沖程內(nèi)燃機(jī)相同，因此不可避免的也會(huì)產(chǎn)生有害排放物。盡管這種混合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)不是零污染排放，但有害排放大大降低，屬于低排放發(fā)動(dòng)機(jī)。 論文主要研究?jī)?nèi)容如下： 第一章：根據(jù)壓縮空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的研究現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題，引出了壓縮空氣/燃油混合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)這一新型混合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的概念。在綜述了壓縮空氣/燃油混合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的

3、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和存在的問(wèn)題之后，提出了本論文所要進(jìn)行的主要研究工作。 第二章：對(duì)壓縮空氣/燃油混合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行了概念設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)了串聯(lián)式和并聯(lián)式兩種結(jié)構(gòu)形式的壓縮空氣/燃油混合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)，并分別闡述了各自的工作原理和特點(diǎn)。根據(jù)熱力學(xué)理想循環(huán)，對(duì)串聯(lián)和并聯(lián)式四沖程壓縮空氣/燃油混合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的可行性進(jìn)行了分析研究，分析表明其兩種工作模式的動(dòng)力性能指標(biāo)與非增壓四沖程內(nèi)燃機(jī)相近，能夠滿足小型汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性要求。 第三章：運(yùn)

4、用熱力學(xué)第一定律和第二定律分別建立了四沖程壓縮空氣/燃油混合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)兩種工作模式的工作過(guò)程數(shù)學(xué)模型和工作過(guò)程可用能分析模型。根據(jù)建立的數(shù)值分析數(shù)學(xué)模型，設(shè)計(jì)了仿真計(jì)算方法，并確定應(yīng)用定步長(zhǎng)四階龍格-庫(kù)塔法求解數(shù)學(xué)模型的數(shù)值解。 第四章：運(yùn)用仿真計(jì)算方法對(duì)四沖程壓縮空氣/燃油混合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮空氣動(dòng)力模式的工作特性和工作過(guò)程可用能分布狀況進(jìn)行了研究。工作特性主要研究了速度特性以及配氣相位、壓縮空氣進(jìn)氣壓力、氣缸容積、程徑比等參數(shù)

5、對(duì)工作特性的影響。工作過(guò)程可用能分布主要研究了氣源壓力、壓縮空氣進(jìn)氣壓力以及進(jìn)氣溫度等對(duì)系統(tǒng)能效的影響。 第五章：運(yùn)用仿真計(jì)算方法對(duì)四沖程壓縮空氣/燃油混合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)燃機(jī)模式的工作特性和工作過(guò)程可用能分布狀況進(jìn)行了研究，并對(duì)混合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)兩種工作模式的切換轉(zhuǎn)速范圍進(jìn)行了分析。工作特性主要研究了速度特性和負(fù)荷特性。工作過(guò)程可用能分布主要研究了負(fù)荷和轉(zhuǎn)速對(duì)系統(tǒng)能效的影響。 第六章：設(shè)計(jì)了兩種結(jié)構(gòu)形式的并聯(lián)式壓縮空氣/燃油混