基于RICARDO WAVE的LPG发动机工作过程数值模拟分析

论文摘要

环境与能源问题是当今世界关注的两大焦点问题。随着汽车排放法规的日益严格,加之能源短缺,使得使用清洁能源和可再生能源成为首选,同时也对发动机的性能提出了更高的要求。本文以捷达ATK发动机结构参数为基础,运用大型通用内燃机工作过程数值模拟软件RICARDO WAVE,对汽油发动机工作过程进行了数值模拟计算,并由试验数据验证其可靠性。再把经过验证的汽油发动机模型改燃为燃用LPG燃料的模型并对二者进行性能对比分析。然后对LPG发动机工作过程进行数值模拟计算,主要对确定工况下LPG发动机的压缩比、点火提前角、空燃比、进气迟闭角对发动机动力性、经济性和排放性的影响进行分析。最后对特定工况下发动机进行优化,确定各项参数耦合作用下发动机的最优值,为发动机的改进设计和性能优化提供理论依据。基于上述研究,通过对工作过程的数值模拟可以使LPG发动机的结构参数和性能参数达到优化。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 LPG汽车应用发展现状
• 1.2.1 LPG燃料特性
• 1.2.2 国内外LPG汽车的发展现状
• 1.2.3 LPG汽车技术的发展现状
• 1.3 发动机数值模拟技术概述
• 1.3.1 发动机数值模拟技术的发展
• 1.3.2 发动机数值模拟技术的应用
• 1.4 本文主要研究工作
• 1.4.1 本文主要研究目的
• 1.4.2 本文主要研究内容
• 第2章 发动机的数学模型与计算
• 2.1 RICARDO WAVE简介
• 2.2 发动机工作过程数学模型
• 2.2.1 气缸内热力过程基本方程
• 2.2.2 燃烧模型
• 2.2.3 传热模型
• 2.2.4 发动机机械损失模型
• 2.2.5 发动机气缸内的热网络模拟
• 2.3 管路模型
• 2.3.1 管路内流体流动模型
• 2.3.2 管路离散长度
• 2.3.3 壁面摩擦模型
• 2.4 发动机性能指标的计算
• 2.5 本章小结
• 第3章 发动机模型的建立
• 3.1 ATK汽油发动机工作过程模拟
• 3.1.1 ATK发动机简介
• 3.1.2 汽油发动机模型的建立
• 3.1.3 汽油发动机模型的验证
• 3.2 LPG发动机工作过程模拟
• 3.2.1 发动机的改装
• 3.2.2 LPG发动机模型的建立
• 3.2.3 LPG发动机模型与汽油机的性能对比
• 3.3 本章小结
• 第4章 LPG发动机数值模拟性能分析
• 4.1 压缩比对LPG发动机性能的影响
• 4.2 点火提前角对LPG发动机性能的影响
• 4.3 空燃比对发动机性能的影响
• 4.4 进气门迟闭角对发动机性能的影响
• 4.5 LPG发动机工作过程的综合参数优化
• 4.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢
• 附录 RICARDO WAVE软件部分运行程序