【正文】 KW 圖 燃油汽油外特性功率曲線(xiàn) 0501001502002500 1000 2021 3000 4000轉(zhuǎn)速 rpm扭矩 KW 圖 燃油汽油外特性扭矩曲線(xiàn) 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 32 頁(yè) 共 45 頁(yè) 0501001502002503003504000 1000 2021 3000 4000轉(zhuǎn)速 (r/min)油耗 (g/) 圖 燃油汽油外特性燃油消耗率曲線(xiàn) 表 汽油機(jī)試驗(yàn)數(shù)據(jù) 轉(zhuǎn)速（ r/min） 功率（ KW） 扭矩（ N 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 33 頁(yè) 共 45 頁(yè) 5 492 發(fā)動(dòng)機(jī)的參數(shù)計(jì)算分析 壓縮比對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響 壓縮比是影響汽油機(jī)性能指標(biāo)最重要的結(jié)構(gòu)參數(shù)，它是活塞從下止點(diǎn)移到上止點(diǎn)時(shí)氣缸內(nèi)氣體的壓縮程度。 經(jīng)過(guò)分析，由圖 ，圖 可以看出，隨著壓縮比由 到 11 的過(guò)程中。 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 34 頁(yè) 共 45 頁(yè) La y e r_ 1145150155160165170175180Torque[N.m]7 . 5 8 8 . 5 9 9 . 5 10 1 0 . 5 11co m p [ ]T o r q u e E n g in e 1 [ N . m ] 圖 壓縮比對(duì)扭矩的影響 La y e r_ 18 . 2 e 0 0 88 . 4 e 0 0 88 . 6 e 0 0 88 . 8 e 0 0 89 e 0 0 89 . 2 e 0 0 89 . 4 e 0 0 89 . 6 e 0 0 89 . 8 e 0 0 81 e 0 0 7BSFC[kg/(W.s)]7 . 5 8 8 . 5 9 9 . 5 10 1 0 . 5 11co m p [ ]B S F C E n g in e 1 [ k g / ( W . s ) ] 圖 壓縮比對(duì)燃油消耗率的影響 La y e r_ 1255525602565257025752580Peak Cylinder Temperature[K]7 . 5 8 8 . 5 9 9 . 5 10 1 0 . 5 11co m p [ ]P e a k C y lin d e r T e m p e r a t u r e C y lin d e r 1 [ K ] 圖 壓縮比對(duì)缸內(nèi)溫度的影響 結(jié)合圖 、 可以看出，壓縮比的提高使發(fā)動(dòng)機(jī)的缸內(nèi)壁溫度降低 。仍然取原來(lái)的壓縮比。合理的點(diǎn)火提前角不僅可以使發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性提高，還可以提高其經(jīng)濟(jì)性。 以下是 發(fā)動(dòng)機(jī)在標(biāo)定轉(zhuǎn)速 (3800r／ min)時(shí)，模擬計(jì)算出點(diǎn)火 提前角對(duì)其性能的影響。 由圖 可以看出，點(diǎn)火提前角大于 20186。因此，點(diǎn)火提前角選取 20186。配氣相位對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)容積效率、排氣能量的利用以及掃氣均有重要影響，其中對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能影響最大的是進(jìn)氣遲閉角及排氣提前角。 本節(jié)主要對(duì) 進(jìn)氣提前角和排氣遲閉角進(jìn)行研究。 因此選擇合理的進(jìn)氣 提前 角非常的重要。 CA、 30176。 CA、 50176。所得的曲線(xiàn) 如圖 、 、 、 所示。 m） 15176。 +06 35176。 57071 +06 55176。 30 176。 50 176。 25 176。 45 176。 20 176。 40 176。進(jìn)氣提前角 CA燃油消耗率 （Kg/W.s） 圖 進(jìn)氣 提前 角對(duì)燃油消耗率的影響 +06+06+06+06+06+06+06+06+06+06+0615 176。 35 176。 55 176。從上止點(diǎn)到排氣門(mén)關(guān)閉曲軸轉(zhuǎn)過(guò)的角度稱(chēng)為排氣遲后角。 在保持進(jìn)氣遲閉角為 25176。 CA、 35176。如圖 、 、 、 所示。 CA、 45176。 CA、 25176。 它一方面可以避免因排氣流動(dòng)截面積過(guò)早減小而造成的排氣阻力的增加，使活塞強(qiáng)制排氣所消耗的推出功與缸內(nèi)的殘余廢氣量增加；另一方面 還可以利用排氣管內(nèi)氣體流動(dòng) 的慣性從氣缸內(nèi)抽吸一部分廢氣，實(shí)現(xiàn)過(guò)后排氣。 CA 左右存在最大值），而油耗是先減小后增大。 45 176。 25 176。 50 176。 30 176。 55 176。 35 176。進(jìn)氣提前角 CA功率 W 圖 進(jìn)氣 提前 角對(duì)功率的影響 02040608010012014016018015 176。 40 176。 20 176。 +06 45176。 +06 25176。 CA） 功率（ W） 燃油消耗率（ Kg/W CA 時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī) 的一些性能參數(shù)。 CA、 40176。 CA、 20176。若 進(jìn)氣門(mén)開(kāi)的過(guò)小，新鮮充量少，影響燃燒過(guò)程，不能充分燃燒。 對(duì)于不同結(jié)構(gòu)形式、轉(zhuǎn)速的發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，配氣正時(shí)的選擇有所不同，但配氣正時(shí)對(duì)整機(jī)性能的影響則是有規(guī)律可循的。 配氣相位對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響 配氣機(jī)構(gòu)是發(fā)動(dòng)機(jī)中的重要組成部件之一，它必須根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工作循環(huán)及工作順序的要求，按 規(guī)律開(kāi)啟和關(guān)閉進(jìn)、排氣門(mén)，保證正確的配氣相位。 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 36 頁(yè) 共 45 頁(yè) La y e r_ 125002550260026502700275028002850Peak Cylinder Temperature[K] 4 0 3 5 3 0 2 5 2 0 1 5 1 0st a r t o f C o m b u st i o n [ d e g ]P e a k C y lin d e r T e m p e r a t u r e C y lin d e r 1 [ K ] 圖 點(diǎn)火提前角對(duì)缸內(nèi)溫度的影響 La y e r_ 15700058000590006000061000620216300064000650006600067000Power[W] 4 0 3 5 3 0 2 5 2 0 1 5 1 0st a r t o f C o m b u st i o n [ d e g ]P o w e r E n g in e 1 [ W ] 圖 點(diǎn)火提前角對(duì)功率的影響 La y e r_ 1140145150155160165170Torque[N.m] 4 0 3 5 3 0 2 5 2 0 1 5 1 0st a r t o f C o m b u st i o n [ d e g ]T o r q u e E n g in e 1 [ N . m ] 圖 點(diǎn)火提前角對(duì)扭矩的影響 La y e r_ 18 . 6 e 0 0 88 . 8 e 0 0 89 e 0 0 89 . 2 e 0 0 89 . 4 e 0 0 89 . 6 e 0 0 89 . 8 e 0 0 81 e 0 0 71 . 0 2 e 0 0 7BSFC[kg/(W.s)] 4 0 3 5 3 0 2 5 2 0 1 5 1 0st a r t o f C o m b u st i o n [ d e g ]B S F C E n g in e 1 [ k g / ( W . s ) ] 圖 點(diǎn)火提前角對(duì)燃油消耗率的影響 通過(guò)圖 、圖 、圖 可以清楚的看到，在 20186。 Lay e r_14 e + 0 0 64 . 5 e + 0 0 65 e + 0 0 65 . 5 e + 0 0 66 e + 0 0 66 . 5 e + 0 0 67 e + 0 0 67 . 5 e + 0 0 68 e + 0 0 6Peak Cylinder Pressure[Pa] 4 0 3 5 3 0 2 5 2 0 1 5 1 0st a r t o f C o m b u st i o n [ d e g ]P e a k C y lin d e r P r e s s u r e E n g in e 1 [ P a ] 圖 點(diǎn)火提前角對(duì)最大壓力的影響 點(diǎn)火提 前 角減小，由于其火焰?zhèn)鞑ニ俣嚷?，?huì)造成后燃現(xiàn)象，排氣溫度升高，從而使有效功率減小，燃料消耗率增大，動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性變差 (如圖 、 、 、 所示 )。同時(shí)殘余廢氣在氣缸內(nèi)混合氣中所占比例減少，混合氣燃燒速度加快，點(diǎn)火提前角應(yīng)適當(dāng)減小。點(diǎn)火提前角的大小直接關(guān)系到發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒過(guò) 程，從而影響其輸出功率、燃料消耗率和燃燒溫度。所以壓縮比的提高可以改善發(fā)動(dòng)機(jī)的熱負(fù)荷尤其是降低排氣門(mén)以及閥座處的溫度。 Lay e r_14 . 2 e + 0 0 64 . 4 e + 0 0 64 . 6 e + 0 0 64 . 8 e + 0 0 65 e + 0 0 65 . 2 e + 0 0 65 . 4 e + 0 0 65 . 6 e + 0 0 65 . 8 e + 0 0 66 e + 0 0 66 . 2 e + 0 0 6Peak Cylinder Pressure[Pa]7 . 5 8 8 . 5 9 9 . 5 10 1 0 . 5 11co m p [ ]P e a k C y lin d e r P r e s s u r e E n g in e 1 [ P a ] 圖 壓縮比對(duì)最高燃燒壓力的影響 La y e r_ 15800060000620216400066000680007000072021Power[W]7 . 5 8 8 . 5 9 9 . 5 10 1 0 . 5 11co m p [ ]P o w e r E n g in e 1 [ W ] 圖 壓縮比對(duì)功率的影響 由圖 、 可以看出，隨著壓縮比的不斷提高，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩也不斷增 大，但是有效燃油消耗率卻在不斷的減小。但點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)受爆燃的影響，壓縮比又不能太大。 h） 3800 61 153 352 3600 60 349 3200 58 234 2800 193 248 2400 191 268 2021 39 186 263 1600 179 246 1200 158 252 1000 149 259 從以上對(duì)比來(lái)看，模擬計(jì)算出來(lái)的功率、扭矩 、燃油消耗率 的數(shù)值與試驗(yàn)條件下測(cè)量得到的數(shù)據(jù) 雖有一定的偏差，但是誤差都不是很大，都在 10％左右，可以進(jìn)行性能計(jì)算與分析。 s） 3800 3600 63466 3200 2800 2400 2021 1600 1200 1000 結(jié)果分析 由參考文獻(xiàn)“ 492 甲醇裂解氣發(fā)動(dòng)機(jī) 性能優(yōu)化研究 ” 做的實(shí)驗(yàn) 可知，本機(jī) 外特性試驗(yàn)的功率、扭矩、燃油消耗率曲線(xiàn)如圖 、 、 所示。 通過(guò)對(duì)模型的計(jì)算， 圖 、 、 分別給出了該發(fā)動(dòng)機(jī)全負(fù)荷下速度特性 (外特性 )曲線(xiàn)。 表 約束參數(shù)表 約束數(shù) Flow Coefficients for Flow R1—— R2 1 R3—— R6 R7—— R9 （ 4）汽缸參數(shù)的設(shè)定 一般參數(shù)的設(shè)定： 缸徑： 92mm 沖程： 92mm 壓縮比： 9 連桿長(zhǎng)度： 168mm 活塞銷(xiāo)偏心： 有效流動(dòng)縫隙： 0mm 曲軸箱壓力： 100000Pa 掃氣模型： 完全混合 初始化設(shè)定（如圖 ）： 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 21 頁(yè) 共 45 頁(yè) 圖 初始化參數(shù)設(shè)定 函數(shù)參數(shù)的設(shè)定 （如圖 ）： Boost 軟件中用 Vibe 函數(shù)來(lái)表示發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸中的燃燒過(guò)程，其中包含如下參數(shù)： Start of bustio