CA4102天然气发动机仿真优化设计

【摘要】： 随着汽车工业的飞速发展,世界性石油资源短缺和环境污染问题日益严重,必将对汽车发动机的传统石油燃料及其燃烧形式提出挑战。天然气由于具有排放污染低、价格便宜、资源丰富等特点,从而成为一种极具发展潜力的代用燃料。但天然气发动机也有其缺点,通常其动力性能指标与汽油机相比将会下降。 利用谐振进气系统是提高天然气发动机的充量系数,改善其动力性能的一种行之有效的方法。本文结合一汽集团与吉林大学合作开发的CA4102天然气发动机项目,在GT-POWER软件平台上,首先建立了天然气发动机的计算模型,并对其性能进行了仿真计算,计算结果与试验结果基本吻合,验证了仿真模型的正确性。然后利用验证后的模型进行了谐振进气系统和配气相位的优化设计。 通过模拟计算,分析了谐振进气系统各结构参数和配气相位对充气效率的影响规律,提供了改善CA4102天然气发动机动力性的方案。采用此方案,CA4102天然气发动机的动力性与原机相比最大功率提高了8kW,达到了78kW,最大扭矩点扭矩提高了30N.m,达到了295N.m。 本文为谐振进气系统的设计提供了良好的理论基础,并对如何利用GT-POWER软件进行发动机谐振进气系统设计,实现多方案的选择,具有一定的实际意义。 【关键词】：天然气发动机 仿真计算 GT-POWER 谐振进气 配气相位
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TK431
【目录】：

• 提要4-7
• 第一章：绪论7-16
• 1.1 引言7-8
• 1.2 国内外天然气汽车的发展与应用8-11
• 1.3 发动机数值模拟的研究与发展概况11-15
• 1.4 本文的主要工作15-16
• 第二章：GT-POWER 软件介绍及原理16-25
• 2.1 GT-POWER 软件简介16
• 2.2 GT-POWER 的相关原理及方程16-25
• 第三章：天然气发动机原机建模仿真及试验验证25-35
• 3.1 模型的建立25-28
• 3.2 天然气发动机的试验研究28-32
• 3.3 仿真模型准确性验证32-34
• 3.4 本章小结34-35
• 第四章：谐振进气系统设计及优化35-55
• 4.1 谐振进气系统的原理及应用35-38
• 4.2 谐振进气系统的仿真计算38-50
• 4.3 谐振进气系统结构参数的确定50-54
• 4.4 本章小结54-55
• 第五章 配气相位优化设计55-61
• 5.1 配气相位理论介绍55-56
• 5.2 配气相位优化及方案选择56-60
• 5.3 本章小结60-61
• 第六章：全文总结61-63
• 6.1 全文总结61-62
• 6.2 工作展望62-63
• 参考文献63-67
• 摘要67-70
• ABSTRACT70-73
• 致谢73

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