基于MATLAB的微型HCCI自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程數(shù)值模擬研究.pdf

1、微型發(fā)動(dòng)機(jī)具有相對(duì)微小的體積、較高的能量密度，在當(dāng)今工業(yè)生產(chǎn)中具有廣闊的前景。自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，更適合向微型化發(fā)展，將HCCI(均值充量壓縮燃燒)這種新型燃燒方式與微型自由活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)相結(jié)合，不僅可以解決微型燃燒室壁面的火焰淬熄問(wèn)題，同時(shí)可以解決HCCI所面臨的著火控制難的問(wèn)題。因此微型HCCI自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的工作過(guò)程的數(shù)值模擬，對(duì)于微型發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展及設(shè)計(jì)研究有重要意義。 本課題應(yīng)用MATLAB/SIMULINK對(duì)微型HC

2、CI自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)單次沖擊的燃燒過(guò)程進(jìn)行仿真建模研究，分別建立考慮熱傳遞和漏氣的零維單步化學(xué)動(dòng)力學(xué)模型和理想氣體模型，并與試驗(yàn)結(jié)果相比較，驗(yàn)證了考慮傳熱漏氣模型的微燃燒模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)相吻合。獲得了微發(fā)動(dòng)機(jī)的著火、燃燒特性，主要包括燃燒壓力、溫度的變化以及自由活塞的運(yùn)動(dòng)特性。 對(duì)單次沖擊工況下變參數(shù)的微發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程進(jìn)了研究，發(fā)現(xiàn)：活塞初速度增加，著火點(diǎn)提前，活塞末速度增加(高壓縮比)，但過(guò)高的自由活塞初速度導(dǎo)致燃燒爆發(fā)壓力和

3、溫度過(guò)度增加；初始當(dāng)量比增加，工作過(guò)程中缸內(nèi)最高壓力增加，溫度和活塞末速度在當(dāng)量比為0.45時(shí)達(dá)到最大值；氣缸長(zhǎng)度增加，工作過(guò)程中缸內(nèi)最高壓力和溫度降低，活塞末速度增加；初溫度增加，著火點(diǎn)提前，工作過(guò)程最高壓力降低，活塞末速度降低；初始?jí)毫υ黾樱瘘c(diǎn)推遲，缸內(nèi)最高壓力、溫度和活塞末速度降低，當(dāng)初始?jí)毫Φ竭_(dá)某一臨界值后，燃料還會(huì)從可燃狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)椴豢扇肌?另外，作者提出了微發(fā)動(dòng)機(jī)單次沖擊工作過(guò)程的效率的計(jì)算方法，并研究了變參數(shù)對(duì)效