分開循環(huán)式發(fā)動機性能仿真及優(yōu)化設(shè)計研究.pdf

1、分開循環(huán)式發(fā)動機是基于前人分開循環(huán)的設(shè)計理念,以奧托循環(huán)為基礎(chǔ),對傳統(tǒng)四沖程發(fā)動機內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計的一種新型發(fā)動機。它的設(shè)計思想中試圖包含對發(fā)動機熱效率有重要影響的三個因素:無節(jié)流,高壓縮比和大膨脹比的米勒循環(huán),這為傳統(tǒng)發(fā)動機的發(fā)展帶來生機,具有重要的研究意義。本文針對Scuderi分開循環(huán)式發(fā)動機的性能,主要在仿真模擬和優(yōu)化設(shè)計上進(jìn)行了較深入的理論研究。
　　在分析分開循環(huán)式發(fā)動機的基本機構(gòu)和工作過程的基礎(chǔ)上,本文應(yīng)用 AV

2、L BOOST軟件對其工作過程進(jìn)行了一維仿真模擬研究。首先建立了分開循環(huán)式發(fā)動機一維仿真參數(shù)化模型,并驗證了模型的準(zhǔn)確性,通過模型的熱力循環(huán)計算,預(yù)測發(fā)動機四個轉(zhuǎn)速全負(fù)荷下的大部分性能指標(biāo),并對4000r/min時缸內(nèi)壓力、溫度隨曲軸轉(zhuǎn)角的變化規(guī)律曲線進(jìn)行分析。然后建立相似機型的傳統(tǒng)四沖程發(fā)動機一維仿真模型,在保證相同排量的情況下,將兩種發(fā)動機的動力性能、經(jīng)濟性能進(jìn)行對比,結(jié)果表明:與傳統(tǒng)四沖程發(fā)動機相比,分開循環(huán)式發(fā)動機的動力性能在中

3、低速時較差,在高速時略好,輸出轉(zhuǎn)矩曲線比較平坦;經(jīng)濟性能較好,實現(xiàn)了發(fā)動機熱效率的提高。
　　為了在理論上指導(dǎo)分開循環(huán)式發(fā)動機的開發(fā),本文應(yīng)用 AVL DESIGN EXPLORER軟件,采用響應(yīng)面方法對關(guān)鍵設(shè)計參數(shù)(壓縮缸上止點與膨脹缸上止點之間的相位差,壓縮比,膨脹比,壓縮缸交換閥和膨脹缸交換閥的配氣正時值、最大氣門升程值)及動力輸出特性進(jìn)行了仿真優(yōu)化研究。首先運用拉丁超立方試驗設(shè)計分析了關(guān)鍵設(shè)計參數(shù)對發(fā)動機動力性能的影響以及