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车用发动机热力过程对排气能量影响分析
| 论文题名： | 车用发动机热力过程对排气能量影响分析 |
| 关键词： | 车用发动机;三维数值模拟;热力过程;排气能量 |
| 摘要： | 发动机工作时由排气带走了约35％的燃料燃烧产生的能量，目前这部分能量没有被有效的利用而直接散失掉了，造成能源的浪费。人们从如何有效利用排气能量角度出发，对排气能量的特性和排气能量回收利用方式进行研究分析。然而，由于车用发动机缸内工作过程复杂多变，不同运行工况排气参数具有波动性，排气能量的利用比较困难。缸内流场的变化及缸内工质热力参数（温度、压力、流速）的变化对排气能量的分布特性有重要影响。为分析排气能量变化规律及缸内热力参数对排气能量的影响，有必要结合缸内热力过程对排气能量特性进行分析。为今后排气能量回收利用系统设计提供一定科学依据。 本文利用三维CAD软件Pro/e建立一个包含进气道—进气门—气缸—排气门—排气道的发动机几何模型。通过发动机工作过程仿真软件AVL FIRE建立某汽油机工作过程三维模拟平台，对发动机缸内热力过程进行模拟计算。详细计算分析了四种不同转速和四种不同负荷下缸内热力参数和排气状态参数的变化规律，并分析了不同工况下缸内温度和压力分别对排气温度、压力、流速和质量流量的影响。在此基础上利用Matlab软件对排气能量进行计算，并分析各形式排气能量的变化规律。最后结合缸内热力过程和缸内热力参数对排气状态参数影响分析结果，分别在负荷特性和速度特性下分析缸内温度、压力对各形式排气能量的影响。 通过计算分析发现:在转速一定时，缸内温度、压力和排气温度、压力、流速以及质量流量均随负荷的增大而增大，排气余动能、余压能和余热能也随负荷的增大而逐渐增大。在高速高负荷排气过程中，缸内温度的变化对排气温度和排气质量流量影响较大，对排气流速影响较小。排气余压能和排气余热能受缸内温度变化影响大，而排气余动能受缸内温度变化影响非常小。在负荷一定时，缸内温度、压力和排气温度、压力、流速及质量流量均随发动机转速的增大而增大，排气余动能、余压能和余热能均随转速的增大而增大。在高速高负荷下，缸内压力的变化主要影响排气流速和排气压力的变化，对排气质量流量和排气温度影响较小。缸内压力的变化对排气余动能影响较大，其次是影响排气余压能，而对排气余热能影响最小。 |
| 作者： | 付兵兵 |
| 专业： | 交通运输工程;载运工具运用工程 |
| 导师： | 简晓春 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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