碩士畢業(yè)論文 內(nèi)燃機(jī)熱平衡研究
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摘 要
發(fā)動(dòng)機(jī)熱平衡研究是缸內(nèi)傳熱研究的重要組成部分。所謂熱平衡就是分析不同工況下燃油燃燒釋放出的總熱量分配到有效功率等各部分熱量的情況。它是從系統(tǒng)集成的角度分析發(fā)動(dòng)機(jī)中的能量轉(zhuǎn)換與流動(dòng)傳熱過程，使發(fā)動(dòng)機(jī)的各個(gè)系統(tǒng)(如進(jìn)排氣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng))與發(fā)動(dòng)機(jī)匹配最優(yōu)化，最大程度地提高發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率。目前，發(fā)動(dòng)機(jī)熱平衡的主要研究方法有仿真與試驗(yàn)兩種方法。一方面，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，仿真研究可以在虛擬的環(huán)境中對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行熱平衡分析，降低產(chǎn)品的研發(fā)成本，縮短產(chǎn)品的設(shè)計(jì)周期。另一方面，現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)水平的發(fā)展使試驗(yàn)研究可以獲得更為準(zhǔn)確的測(cè)量參數(shù)，為仿真研究提供可靠的依據(jù)。本文嘗試采用GT-POWER軟件進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)的熱平衡仿真研究通過熱平衡試驗(yàn)驗(yàn)證了仿真結(jié)果的可靠性，證明了采用該方法進(jìn)行熱平衡仿真研究的可行性。
本文完成的主要工作有:
首先是基于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的發(fā)動(dòng)機(jī)熱平衡計(jì)算，分析各工況下的熱量分布。
其次，建立發(fā)動(dòng)機(jī)模擬計(jì)算GT-POWER模型，進(jìn)行熱平衡仿真研究。用GT-POWER軟件對(duì)EQD210N-30建立仿真模型,進(jìn)行仿真模擬。
最后，根據(jù)熱平衡計(jì)算和仿真研究各種參數(shù)（摻氫比，點(diǎn)火提前角，燃燒角度，轉(zhuǎn)速和負(fù)荷等）對(duì)內(nèi)燃機(jī)效率的影響規(guī)律:存在一最佳點(diǎn)火角使發(fā)動(dòng)機(jī)效率達(dá)到最大值;隨著負(fù)荷的增大效率逐漸增大;轉(zhuǎn)速對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響可以分成兩部分考慮：一部分為摩擦損失，其余速度成正比關(guān)系。另一部分與點(diǎn)火角的影響是一致的;摻氫比對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)效率的影響與其他參數(shù)存在復(fù)雜的關(guān)系，在最佳(或任一)點(diǎn)火角下也存在一個(gè)最佳摻氫比，在其他摻氫比下其與發(fā)動(dòng)機(jī)效率成反比關(guān)系。
關(guān)鍵詞:發(fā)動(dòng)機(jī)，熱平衡，GT-POWER軟件，試驗(yàn)，仿真
目錄
摘 要 I
Abstract II
第 1 章 緒論 1
1.1 引言 1
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀[4] 2
1.2.1 零部件仿真模型 3
1.2.2 工作過程的仿真計(jì)算 3
1.2.3 缸內(nèi)部件的傳熱仿真 4
1.2.4 發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的仿真 4
1.2.5 潤(rùn)滑系的仿真 5
1.2.6 整機(jī)仿真 5
1.3 本課題的內(nèi)容及意義 7
1.3.1 主要內(nèi)容： 7
1.3.2 意義 9
第 2 章 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析 10
2.1 發(fā)動(dòng)機(jī)熱量隨點(diǎn)火角的變化情況 10
2.1.1 1600rpm120MAP未摻氫發(fā)動(dòng)機(jī)熱量隨點(diǎn)火角的分布情況 10
2.1.2 摻氫10%熱量分布隨點(diǎn)火角的變化 12
2.1.3 摻氫20%熱量分布隨點(diǎn)火角的變化 14
2.1.4 摻氫30%熱量分布隨點(diǎn)火角變化 16
2.1.5 摻氫40%熱量分布隨點(diǎn)火角變化 18
2.1.6 摻氫50%熱量分布隨點(diǎn)火角變化 20
2.2 1600rpm下?lián)綒浔葘?duì)熱量分布的影響 22
2.3 1600rpm下熱量分布隨空燃比的變化 26
2.3.1 65MAP下熱量分布隨空燃比的變化情況 26
2.3.2 87MAP下熱量分布隨空燃比的變化情況 27
2.3.3 110MAP下熱量分布隨空燃比的變化 28
2.3.4 132MAP下熱量分布隨空燃比的變化情況 29
2.3.5 155MAP下熱量分布隨空燃比的變化 30
2.4 轉(zhuǎn)速對(duì)熱量分布的影響 31
2.4.1 滿負(fù)荷下轉(zhuǎn)速對(duì)熱量分布的影響 31
2.4.2 27%負(fù)荷下熱量分布隨轉(zhuǎn)速的變化 31
2.5 MAP值對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)熱量分布的影響 32
2.5.1 20度點(diǎn)火角下MAP值對(duì)熱量的影響 32
2.5.2 22度點(diǎn)火角下MAP值對(duì)熱量的影響 33
2.5.3 24度點(diǎn)火角下MAP值對(duì)熱量的影響 33
2.5.4 26度點(diǎn)火角下MAP值對(duì)熱量的影響 34
2.5.5 28度點(diǎn)火角下MAP值對(duì)熱量的影響 35
2.5.6 30度點(diǎn)火角下MAP值對(duì)熱量的影響 36
2.5.7 34度點(diǎn)火角下MAP值對(duì)熱量的影響 36
2.5.8 36度點(diǎn)火角下MAP值對(duì)熱量的影響 37
2.5.9 38度點(diǎn)火角下MAP值對(duì)熱量的影響 37
2.5.10 40度點(diǎn)火角下MAP值對(duì)熱量的影響 38
2.6 本章小結(jié) 38
第 3 章 GT-POWER模型的建立 39
3.1 GT-POWER軟件簡(jiǎn)介 39
3.2 模型的建立 40
3.2.1 發(fā)動(dòng)機(jī)的參數(shù) 40
3.2.2 發(fā)動(dòng)機(jī)的幾何參數(shù)在GT-POWER中的離散 40
3.2.3 模型正確性的驗(yàn)證 42
3.3 本章小結(jié) 46
第 4 章 仿真模擬及分析 47
4.1 點(diǎn)火角對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響 47
4.1.1 摻氫10%時(shí)有效功隨點(diǎn)火角的變化情況 47
4.1.2 摻氫20%時(shí)有效功隨點(diǎn)火角的變化情況 48
4.1.3 摻氫30%時(shí)有效功隨點(diǎn)火角的變化情況 48
4.1.4 摻氫40%時(shí)有效功隨點(diǎn)火角的變化情況 49
4.1.5 摻氫50%時(shí)有效功隨點(diǎn)火角的變化情況 49
4.2 負(fù)荷對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響 50
4.3 燃燒角度對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響 51
4.4 空燃比對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響 52
4.5 轉(zhuǎn)速對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)功率的影響 53
4.6 摻氫比發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)功率的影響 55
4.7 本章小結(jié) 56
結(jié)論 57
致謝 58
參考文獻(xiàn) 59
附錄 摻氫發(fā)動(dòng)機(jī)的熱量計(jì)算 61
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熱門關(guān)鍵詞： 
