涡轮增压汽油机数值模拟与性能优化研究

论文摘要

本文进行了1.5L汽油机涡轮增压匹配的研究,并对气道喷射增压汽油机进行了参数优化,对直喷增压汽油机部分负荷工况进行了分析研究。文中对1.5L气道喷射自然吸气发动机的工作过程进行了模拟,并在此基础上建立直喷模型,并对直喷汽油机和增加可变气门正时机构后的发动机进行了模拟计算与分析,结果表明改进后的直喷方案能提高发动机动力性,但对经济性改善作用不明显。以气道喷射发动机为原型,对其选配涡轮增压器,进行了匹配计算与试验分析;并对发动机的进排气正时,进气管尺寸进行了优化,最终确定了相关参数。结果表明增压后汽油机的动力性有大幅度提升,经济性有所改善,但排气温度有所升高。以直喷发动机为原型,对其选配了涡轮增压器,进行了匹配计算与分析;并计算了不同节气门开度下,不同的进排气正时时发动机的BMEP(平均有效压力),BSFC(比油耗)等,优化了不同节气门开度和转速下的进排气正时。结果表明涡轮增压中冷直喷汽油机排气温度高,在部分负荷时,发动机运行线靠近喘振线,应重新选择匹配策略。本文对1.5L汽油机的模拟计算都是与相关试验结合的,计算结果与试验结果有较好的一致性,对汽油机的增压匹配与性能计算具有重要的指导意义。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 主要符号表
• 1 概述
• 1.1 前言
• 1.2 汽油机新技术
• 1.3 发动机工作过程模拟发展状况
• 1.4 本文的主要工作
• 2 汽油机工作过程模拟计算与分析研究
• 2.1 模型
• 2.2 缸内工作过程数值计算
• 2.3 进排气管热力计算
• 2.4 涡轮增压器的热力学计算
• 2.5 空气滤清器的计算模型
• 2.6 中冷器的计算模型
• 2.7 稳压室的计算模型
• 2.9 本章小结
• 3 1.5L 自然吸气汽油机工作过程计算与分析
• 3.1 1.5L 气道喷射汽油机的工作过程模拟计算与分析
• 3.2 1.5L 缸内直喷汽油机工作过程模拟与分析
• 3.3 1.5L 缸内直喷带可变气门正时汽油机工作过程模拟与分析
• 3.4 三种1.5L 自然吸气汽油机模拟结果对比分析
• 3.5 本章小结
• 4 1.5L 气道喷射汽油机与增压器的匹配计算与分析
• 4.1 增压系统的选择
• 4.2 增压参数的确定
• 4.3 1.5L 气道喷射涡轮增压中冷方案模拟计算
• 4.4 1.5L 气道喷射增压中冷方案增加可变气门正时后的计算与分析
• 4.5 两种1.5L 气道喷射增压中冷方案计算结果对比分析
• 4.6 1.5L 气道多点喷射涡轮增压中冷带可变气门正时方案的参数优化
• 4.7 本章小结
• 5 1.5L 缸内直喷汽油机与增压器的匹配计算与分析
• 5.1 增压参数的确定
• 5.2 1.5L 缸内直喷增压中冷汽油机方案计算
• 5.3 1.5L 缸内直喷涡轮增压汽油机增加可变气门正时结构后的分析
• 5.4 两种1.5Ｌ缸内直喷涡轮增压汽油机方案计算结果对比分析
• 5.5 1.5L 缸内直喷增压中冷可变气门汽油机部分负荷气门正时计算分析
• 5.6 本章小结
• 6 全文总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献