米勒循環(huán)在天然氣發(fā)動機上的性能開發(fā)研究.pdf

1、天然氣汽車作為新能源汽車近年來發(fā)展十分迅速，但是天然氣發(fā)動機目前存在燃燒爆震、熱效率低等問題，迫切需要研究更加高效的天然氣發(fā)動機。米勒循環(huán)方式的天然氣發(fā)動機技術(shù)，不僅可以在抑制爆震的前提下提高發(fā)動機的壓縮比，提高了發(fā)動機的熱效率，而且能大幅降低了NOx排放，可以滿足日益嚴格的排放法規(guī)。本文針對目前國內(nèi)重型然氣發(fā)動機的研究現(xiàn)狀，采用模擬仿真技術(shù)對米勒循環(huán)天然氣發(fā)動機的工作過程進行了研究，并通過試驗進行驗證。本文做了如下工作:
　　(

2、1)針對目標天然氣發(fā)動機利用GT-Power軟件建立一維仿真模型，并將對比分析在不同轉(zhuǎn)速下的發(fā)動機性能和熱力學參數(shù)、不同氣缸的缸壓和放熱率，結(jié)果表明本模型能夠與實驗很好的吻合。
　　(2)通過對天然氣發(fā)動機幾何壓縮比和進氣相位的仿真研究，得出這兩個參數(shù)對天然氣發(fā)動機性能影響的規(guī)律;在保證有效壓縮比不變的前提下研究膨脹比對發(fā)動機熱效率、燃氣消耗率等性能影響的規(guī)律，并找出實現(xiàn)米勒循環(huán)的最佳膨脹比。
　　(3)針對米勒循環(huán)動力性下

3、降的問題，研究了進氣系統(tǒng)及不同EGR率對發(fā)動機性能的影響規(guī)律，并優(yōu)化出合理的米勒循環(huán)天然氣發(fā)動機的基本參數(shù);針對進氣門早關(guān)和進氣門晚關(guān)兩種米勒循環(huán)方案，對比其設(shè)計、動力學表現(xiàn)及性能差異;同時通過臺架試驗驗證米勒循環(huán)，并對比其與奧托循環(huán)的性能差異。
　　(4)通過米勒循環(huán)天然氣發(fā)動機的一維模型模擬分析及樣機試驗驗證，研究發(fā)現(xiàn)米勒循環(huán)耦合EGR，能有效拓寬爆震邊界，提高發(fā)動機在中低速下的熱效率1-2％，能夠明顯降低整機熱負荷，并且能有