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增程式电动汽车用LPG二冲程直喷发动机燃烧过程数值模拟
| 论文题名： | 增程式电动汽车用LPG二冲程直喷发动机燃烧过程数值模拟 |
| 关键词： | 电动汽车;增程装置;二冲程直喷发动机;液化石油气;燃烧过程 |
| 摘要： | 随着我国经济的高速发展，汽车行业发展迅猛，然而频频发生的雾霾，正时刻提醒着我们节能环保、绿色出行的重要性。增程式电动汽车本质还是电动汽车，其增程装置由发动机和电机组成，发动机作用是在最经济工况点为电池供电以“增程”。为降低成本，使增程结构更加紧凑、简单，本文提出将二冲程发动机应用于增程式电动汽车的构想，燃料采用国际上最为推广的清洁高效代用燃料液态LPG，从而使该电动汽车既能很好控制成本，又能使发动机排放下降。 众所周知任何燃烧过程都包括着火与燃烧阶段，其中着火阶段其实是燃烧的准备过程，不管自燃着火或是强迫着火（点燃），着火都是一个典型的受化学动力学控制的燃烧现象，因此本文首先对LPG/Air燃烧的化学动力学机理进行研究。直接用详细化学动力学机理固然可以提高模拟结果的准确性，但却造成计算的刚性问题，降低计算效率，本文第三章利用敏感度分析方法将LPG详细化学机理简化为适用于高温氧化条件的包括27种组分和34个基元反应的简化化学动力学模型，并对其进行了有效性验证，在过量空气系数大于0.9时，简化精度在10％以内，认为可以用于燃烧过程的模拟中。 本文采用AVL FIRE软件，将其与LPG简化机理耦合计算曲轴箱扫气式二冲程直喷发动机模型，对其均质当量比下混合气形成及燃烧过程进行模拟，解析结果表明，当喷油定时晚于下止点后15℃A时，燃油不会从排气道直接流走，且易于在上止点前形成均质混合气;燃烧过程通过选取不同点火正时来研究，结果表明，于上止点前25℃A点火，燃烧爆发压力最大，放热率最高，对应相位角最靠近上止点后5～15℃A，对外有效做功最好。 另外，本课题组提出了一种新式弯曲壁面引导型进气道扫气式LPG二冲程直喷发动机结构，将LPG简化机理耦合计算其整体空燃比为40∶1的分层稀薄燃烧过程。结果表明，当LPG燃油以5Mpa压力喷入气缸时，喷油定时设在BTDC60℃A时，可以在上止点前形成较好的分层混合气;火花塞分别设定在屋脊型气缸盖进气道的对侧（侧置）和屋脊顶上（顶置）时对不同点火正时进行燃烧过程对比，顶置火花塞得到的最大爆发压力更大，燃烧放热率更高，燃耗特性更好。 |
| 作者： | 张寿荣 |
| 专业： | 机械电子工程 |
| 导师： | 许伯彦 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 山东建筑大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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