现代汽车涡轮增压新技术的应用与分析开题报告

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汽车涡轮增压技术的研究与发展

汽车涡轮增压技术的研究与发展

汽车涡轮增压技术的研究与发展随着汽车工业的发展,汽车涡轮增压技术在提高发动机性能和燃油经济性方面发挥着重要作用。

本文将探讨汽车涡轮增压技术的研究与发展,通过分析其原理、优势和应用领域,以及未来的发展趋势。

一、涡轮增压技术原理涡轮增压技术通过利用废气能量驱动涡轮转动,进而压缩进气,提高发动机的进气量和密度。

具体而言,涡轮增压器由进气室、压气机(涡轮)、中冷器和排气管组成。

发动机排气通过排气管驱动涡轮旋转,涡轮与压气机相连,使压气机旋转并压缩进气,增加氧气含量,提高燃烧效率,进而获得更高的动力输出。

二、涡轮增压技术的优势1. 提高动力输出:涡轮增压技术能够增加发动机的进气量和密度,提高燃烧效率,从而达到更高的动力输出,使车辆具备更强的加速性能和爬坡能力。

2. 减少燃油消耗:涡轮增压技术能够充分利用废气能量,增加进气压力,使混合气更充分燃烧,提高燃烧效率,减少燃油消耗,降低尾气排放。

3. 缩小发动机尺寸:采用涡轮增压技术可以在保持动力输出的前提下,减小发动机的尺寸和重量,降低整车重量,提升车辆的操控性和燃油经济性。

三、涡轮增压技术的应用领域涡轮增压技术目前已广泛应用于汽车工业中,尤其是高性能车型和柴油发动机。

在高性能车型中,涡轮增压技术能够提供更大的动力输出,使驾驶者享受到更激动人心的驾驶体验。

在柴油发动机中,涡轮增压技术可以提高燃烧效率,降低燃油消耗和尾气排放,符合环保要求。

四、汽车涡轮增压技术的发展趋势1. 中冷技术的改进:通过改进中冷器的设计和材料,提高冷却效果,减少进气温度,实现更高的进气密度和更好的燃烧效率。

2. 双涡轮增压系统:双涡轮增压系统结合了小型涡轮和大型涡轮,能够在不同转速范围内提供更高效的增压效果,使发动机更加灵活响应不同工况需求。

3. 电动涡轮增压技术:电动涡轮增压技术通过电动机驱动涡轮,可以在低转速下提供更高的增压效果,提高发动机的起步动力和低速扭矩输出。

4. 涡轮增压技术与混合动力技术的结合:将涡轮增压技术与混合动力技术相结合,可以进一步提高发动机的燃烧效率和燃油经济性,实现更低的排放水平。

新型涡轮增压器的研究与应用

新型涡轮增压器的研究与应用

新型涡轮增压器的研究与应用随着汽车工业的发展,人们对于汽车性能的要求越来越高,而涡轮增压技术的出现,为汽车提供了更高效的动力输出。

而新型涡轮增压器的应用,更是让汽车的性能有了更加突出的表现。

本文将重点介绍新型涡轮增压器的研究与应用。

一、新型涡轮增压器简介涡轮增压器的原理是通过一组叶轮将进气压缩,并将压缩后的空气送入发动机,从而增加发动机的进气量和压力,提升发动机输出功率。

而新型涡轮增压器相比于传统涡轮增压器,有着更加高效、节能、稳定的特点。

新型涡轮增压器主要分为两类,一类是增压空气预热型涡轮增压器,另一类是气体润滑型涡轮增压器。

前者采用了增压前先通过排气热源预热进气空气的方式,提高了进气空气的温度和压缩效率,从而提升发动机动力输出。

后者则通过将涡轮轴承内的空气采用一定方式充填,形成一定压力的气体润滑膜,减小摩擦阻力,提升稳定性。

二、新型涡轮增压器的应用1. 汽车在汽车领域中,新型涡轮增压器的应用范围非常广泛。

它可以配合各种不同的发动机,从而提升发动机输出功率和扭矩,避免发动机熄火和转速不稳定等问题。

与此同时,它还可以降低发动机的油耗和废气排放量,达到环保节能的目的。

2. 航空除了汽车领域外,新型涡轮增压器在航空领域中也有非常广泛的应用。

由于飞机的高空飞行需要更大的推力和燃料经济性,新型涡轮增压器的应用可以让发动机获得更高的功率、更低的燃油消耗量和更小的废气排放量。

3. 工程机械除了汽车和航空领域外,新型涡轮增压器还被广泛应用于工程机械领域。

例如:挖掘机、装载机、推土机和拖拉机等大型机械设备,这些机械在日常工作中,需要获得更强大的动力输出才能完成任务。

三、新型涡轮增压器的发展趋势随着技术的不断发展,新型涡轮增压技术也在不断的更新。

下面是其发展的几个趋势。

1. 更高的压缩比高压缩比是新型涡轮增压器的一个重要趋势。

与较低的压比相比,更高的压比可使发动机获得更多的动力和更高的燃油经济性。

2. 更先进的气体润滑技术随着气体润滑技术的不断发展,新型涡轮增压器可以更好地解决涡轮轴承阻力和故障的问题。

先进涡轮设计方法研究的开题报告

先进涡轮设计方法研究的开题报告

先进涡轮设计方法研究的开题报告开题报告:一、选题背景与研究意义涡轮机作为一种转换能量的装置,在航空、发电、汽车等领域得到广泛应用。

随着航空、航天等高科技产业的发展以及能源危机的加剧,涡轮机性能对其使用效能的影响日益凸显。

因此,如何提高涡轮机的效率,降低能量损失,成为涡轮机设计中亟待解决的问题。

目前,先进涡轮设计方法研究已经成为涡轮机设计的重点领域之一。

本选题以先进涡轮设计方法为研究内容,重点探究涡轮叶片的结构、叶片材料、叶尖间隙等关键技术,利用计算机技术和仿真方法对其进行优化设计,以提高涡轮机的效率和性能,降低能量损失,提高能源利用效率,具有重要的研究意义和实际应用价值。

二、研究内容1. 涡轮机工作原理及现状分析。

2. 先进涡轮设计方法概述。

3. 叶片结构和叶片材料对涡轮机性能的影响研究。

4. 叶尖间隙对涡轮机性能的影响及其优化研究。

5. 涡轮机计算机仿真及性能评估。

6. 先进涡轮设计方法在实际工程中的应用。

三、研究方法1. 文献查阅法:对涡轮机方面的相关文献、学术期刊进行全面梳理,查找涡轮机先进设计方法方面的相关研究成果。

2. 计算机仿真法:利用现代计算机技术,结合CFD(计算流体力学)/FEM(有限元方法)等模拟工具,在计算机上进行叶片流场分析、优化设计等仿真模拟研究。

3. 实验验证法:为验证仿真结果的准确性,对涡轮机模型进行实际试验以获得数据。

四、预期成果1. 对涡轮叶片结构及材料的影响进行全面研究,提出优化设计方案。

2. 对叶尖间隙对涡轮机性能的影响进行研究,提出合适的优化方案。

3. 利用计算机仿真手段,对优化设计方案进行验证,并评估其性能。

4. 探究先进涡轮设计方法在实际工程中的应用,具有重要的现实意义和应用价值。

五、研究计划1. 第一年:开展文献查阅和调研,深入研究现有的涡轮机设计方法,对涡轮叶片结构、材料和叶尖间隙的影响进行分析与总结。

2. 第二年:利用计算机仿真技术对涡轮叶片流场进行分析,对涡轮叶片进行优化设计,并进行仿真验证和性能评估。

先进的涡轮增压技术提升发动机性能

先进的涡轮增压技术提升发动机性能

先进的涡轮增压技术提升发动机性能涡轮增压技术作为一种先进的发动机技术,在汽车领域逐渐得到广泛应用。

通过利用废气能量驱动涡轮来增加进气量,提高发动机的输出功率和扭矩。

本文将从涡轮增压技术的原理、优势以及在汽车发动机中的应用等方面进行探讨。

1、涡轮增压技术的原理涡轮增压技术的基本原理是利用发动机废气能量驱动涡轮转动,通过连接同一轴上的压气机,将进气压力增加后送入发动机燃烧室,从而提高发动机的进气效率。

涡轮增压器由涡轮和压气机组成,废气通过涡轮叶片的作用使其转动,涡轮与压气机通过同一轴连接,使压气机的叶片旋转提供高压力空气。

这种增压方式可以在不改变发动机结构的情况下提高气缸进气密度,并增加可燃混合气体的质量,从而增加发动机的输出功率。

2、涡轮增压技术的优势涡轮增压技术相较于传统的自然吸气发动机,在性能方面有着明显的优势。

首先,涡轮增压器可以在较低转速下就提供充足的进气压力,有效地增加发动机的扭矩输出。

这使得发动机在起步、爬坡等负载大的工况下具备更好的动力响应和驾驶性能。

其次,涡轮增压技术提高了发动机的燃烧效率。

通过增加进气量,提高了进气密度,进而增加了可燃混合气体的质量。

这使得发动机的燃烧更加充分,燃烧效率得到了提高。

相比自然吸气发动机,涡轮增压发动机在相同功率输出下,具备更低的燃油消耗和更低的排放。

最后,涡轮增压技术在高海拔地区的性能表现尤为突出。

由于海拔增高,空气密度变低,自然吸气发动机的输出受到影响。

而涡轮增压技术可以通过增加进气压力来弥补海拔增加对发动机性能的影响。

3、涡轮增压技术在汽车发动机中的应用涡轮增压技术在现代汽车发动机中得到广泛应用,特别是在小排量汽车发动机中。

小排量发动机通常通过涡轮增压技术来提供更高的功率输出。

相较于大排量发动机,小排量发动机经济性更好,可以更好地满足当下环保和节能的需求。

涡轮增压技术可以在小排量发动机上实现较高的功率输出,使得小排量发动机在性能上能够媲美甚至超越传统的大排量发动机。

提升动力性能涡轮增压技术的创新应用

提升动力性能涡轮增压技术的创新应用

提升动力性能涡轮增压技术的创新应用摘要:本文探讨了涡轮增压技术在汽车工程领域中的创新应用,重点关注了如何进一步提升动力性能。

首先,介绍了涡轮增压技术的工作原理和发展历程。

然后,探讨了现有涡轮增压技术在动力性能方面遇到的挑战。

最后,提出了一些创新应用的解决方案,包括双涡轮增压系统、电动涡轮增压器以及复合增压系统等。

1. 引言涡轮增压技术是汽车工程领域中常用的动力性能提升技术之一。

它通过增加压缩空气的入气量,提高发动机的输出功率和扭矩。

近年来,随着汽车工业的不断发展和技术的进步,涡轮增压技术得到了广泛应用。

然而,目前的涡轮增压技术仍然存在一些挑战,需要进一步创新应用。

2. 涡轮增压技术的工作原理和发展历程涡轮增压技术是利用废气能量驱动涡轮来压缩进气,从而提高发动机性能的一种技术。

它的工作原理是通过废气流经涡轮叶轮,产生旋转力矩,带动压气机叶轮,将压缩空气送入汽缸。

涡轮增压技术的发展历程经历了单涡轮增压、双涡轮增压以及电动涡轮增压等阶段。

3. 涡轮增压技术在动力性能方面的挑战虽然涡轮增压技术在提升动力性能方面取得了显著成果,但仍然面临一些挑战。

首先,传统的单涡轮增压系统存在涡轮滞后和涡轮迟滞等问题,影响了动力响应速度和输出效率。

其次,涡轮增压系统在高转速和高负载工况下易受到压气机出口温度升高的限制,导致性能下降。

此外,涡轮增压系统的压比限制、涡轮材料的耐热性等也是制约动力性能提升的因素。

4. 创新应用的解决方案为了进一步提升动力性能,涡轮增压技术需要不断创新应用。

一种解决方案是双涡轮增压系统。

它采用两个不同尺寸和不同工作方式的涡轮增压器,使得涡轮在不同转速范围内都能正常工作,提高了发动机的动力响应速度和输出效率。

另一种解决方案是电动涡轮增压器。

它通过电动机驱动涡轮旋转,可以更精确地控制涡轮的转速和压气机出口温度,提高了动力性能的稳定性和可调性。

此外,复合增压系统的应用也是一种创新解决方案,它将机械增压与电动增压相结合,进一步提升了动力性能。

高效能涡轮增压技术的创新应用

高效能涡轮增压技术的创新应用

高效能涡轮增压技术的创新应用近年来,随着汽车工业的不断发展,车辆动力需求不断增大。

为了满足消费者对于更高动力和更低油耗的要求,涡轮增压技术应运而生。

本文将探讨高效能涡轮增压技术的创新应用。

一、涡轮增压技术的原理涡轮增压技术利用了废气能量来增加发动机进气量,提高燃烧效率。

其工作原理可简述为:废气通过排气管进入涡轮增压器,使涡轮旋转,带动压气机压缩空气,进而将压缩空气送入发动机燃烧室,实现更高的燃烧效率。

二、高效能涡轮增压技术的创新应用1. 变流涡轮增压器传统的涡轮增压器在低转速时可能存在滞后反应和涡轮迟滞,影响发动机的动力输出。

而变流涡轮增压器则通过可调节的流量引导装置,有效改善了这些问题。

它能够在低转速时提供较高增压比,使发动机迅速响应,并在高转速时提供适当增压比,保证发动机的整体性能。

2. 电动涡轮增压器电动涡轮增压器是近年来涡轮增压技术的一项创新应用。

它通过电机驱动涡轮转子,使其能够独立于废气能量提供增压效果。

相较于传统的涡轮增压器,电动涡轮增压器具有更高的响应速度和更大的可调节范围,能够提供更精准的增压效果。

3. 双涡轮增压系统双涡轮增压系统采用了两个不同大小的涡轮增压器,通过合理的组合和配合,既能在低转速时提供迅猛的加速响应,又能在高转速时提供更高的增压比。

这种创新应用有效地解决了传统涡轮增压器在低速和高速时效率不高的问题,提高了整体的燃烧效率和动力输出。

4. 降低涡轮惯性涡轮惯性是制约涡轮增压技术响应速度和效率的一个重要因素。

为了克服这一问题,在创新应用中,研究人员通过优化轴承和材料选择,尽量降低涡轮的转动惯量,以提高增压系统的响应速度和效率。

5. 热管理系统的创新应用创新的热管理系统可以有效提高涡轮增压系统的工作效率和寿命。

例如,引入液态冷却剂或采用可调节涡轮进气温度的技术,能够稳定涡轮的工作温度,延长其使用寿命,并提高整个系统的工作效率。

三、高效能涡轮增压技术的发展前景高效能涡轮增压技术的创新应用为汽车行业带来了更高的动力性能和更低的油耗,具有广阔的发展前景。

涡轮增压技术在新能源汽车中的应用研究

涡轮增压技术在新能源汽车中的应用研究

涡轮增压技术在新能源汽车中的应用研究涡轮增压技术在新能源汽车领域的应用一直备受关注,随着汽车行业的快速发展和技术不断进步,也日益重要。

新能源汽车作为未来汽车发展的主流方向,其环保、节能的特点受到广泛认可,涡轮增压技术在新能源汽车中的应用正是为了更好地发挥其性能优势,提升动力性能和燃油效率。

本文将从涡轮增压技术的基本原理出发,结合新能源汽车的特点,深入探讨涡轮增压技术在新能源汽车中的应用研究。

一、涡轮增压技术的基本原理涡轮增压技术是一种通过提高进气压力和密度来提升发动机输出功率的技术。

其基本原理是利用发动机排气来驱动涡轮增压器,由涡轮增压器带动压缩空气并送入发动机,从而增加燃料燃烧效率,提升动力性能。

涡轮增压技术可以有效减小发动机排放,提高燃油利用率,是一种常用的提升发动机性能的技术手段。

二、新能源汽车的发展现状及需求随着环境污染日益加剧和能源紧缺问题的日益突出,新能源汽车成为了汽车行业的发展方向。

新能源汽车以其低排放、低能耗的特点受到广泛关注,电动汽车、混合动力汽车等新能源汽车陆续推出。

然而,由于电动汽车的续航里程有限,混合动力汽车的动力性能不足等问题,新能源汽车的市场普及受到一定影响,因此涡轮增压技术的应用成为提升新能源汽车性能的重要途径。

三、涡轮增压技术在新能源汽车中的应用价值1.提升动力性能由于新能源汽车电池容量限制以及电动机输出功率受限,新能源汽车的动力性能相对传统内燃机车辆较低。

通过涡轮增压技术的应用,可以有效提升发动机的输出功率,增强加速性能,使新能源汽车具备更强的动力表现。

2.提高燃油利用率新能源汽车虽然具有低能耗的优势,但在高速行驶或爬坡等情况下,电动汽车的续航里程会快速减少,增加充电频率和成本。

涡轮增压技术的应用可以有效提高发动机的燃烧效率,减少燃料消耗,延长续航里程,降低使用成本,提升用户体验。

3.改善环保性能随着环境污染问题的日益突出,新能源汽车的环保性能成为消费者购车的重要考量因素。

现代汽车涡轮增压新技术的应用与开题报告概要

现代汽车涡轮增压新技术的应用与开题报告概要
(2)国内外研究现状、水平和发展趋势:发动机增压技术是随着增压器技术的发展而发展的。所以发动机增压技术的进步可以从增压器的发展过程看出。发动机增压器于上世纪初问世,随着技术的发展,发动机增压器的应用也日益普遍,类型上从刚开始的机械增压发展到废气涡轮增压甚至是双增压,应用上也从柴油机逐步发展到汽油机。同时,随着研发技术的不断创新和生产工艺的不断提高,发动机涡轮增压技术有了很大的提高,与未增压发动机相比扭矩提升效果明显。大中功率的柴油机都已经采用了发动机增压技术,中小功率的使用增压技术的也超过75%,汽油机增压在近几年也超过60%,并且呈上升趋势[12, 13]。国外的汽油机涡轮增压技术开始于20世纪80年代初期,并且由于柴油机的技术积累,涡轮增压技术在汽油机上得到了迅速的发展和完善。到了20世纪90年代欧美和日本生产的汽油机已有将近30%都采用了增压技术,同时国际中的汽油机增压技术普及率达到了15%。到了21世纪初,采用涡轮增压技术的汽油机普及率达到了50%,在汽油机涡轮增压技术方面,日本、德国、美国技术较为领先。由于我国整体轿车工业起步较晚,我国的汽油机涡轮增压技术目前相对落后于国外。我国20世纪90年代开始研究汽油机增压,并在CA-10B和DG26100-12机型上取得成功。2000前后,清华大学,吉林大学等几家高校也相继进行汽油机增压研究。近十年来,我国汽油机增压技术不断发展,增压性能不断提高。现在,国内也在大力发展汽油机涡轮增压,国内很多汽车厂商如吉利、一汽、上汽等都有完全知识产权的涡轮增压汽油机产品。涡轮增压汽油机已经成为了汽油机发展的趋势。目前,国内外已经有大量的有关涡轮增压发动机设计和研究的成果发表,主要集中在涡轮增压器匹配,涡轮增压发动机性能优化及方法,涡轮增压发动机控制策略等。江淮汽车公司的胡必谦进行了涡轮增压汽油机的匹配研究,他把增压器的匹配分为方案和性能5大内容进行方案匹配决定设计路线,性能匹配决定设计目标是否能够完成,两者缺一不可。文章指出,增压器选型是最为重要的过程,需要综合性能目标(功率、扭矩)、增压器效率(燃油经济性),高原运行工况和发动机运行安全性等方面考虑,选择各项性能俱佳的增压器。广西大学的李露露等以GT-POWER软件为研究工具,对废气涡轮增压汽油机的配气相位进行优化研究。在不同工况下,分析计算进排气门开启角度。经过分析优化配气相位后,废气涡轮增压汽油机性能得到了提高。杨国旗LJ465Q-2A型汽油发动机曲轴进行结构分析与增压强化设计,以满足汽油机增压改造中主要部件强度和刚度的设计要求。哈尔滨工程大学的宗立君在东安发动机DA465Q发动机(0.9升)的基础上开发一款涡轮增压发动机。为解决发动机增压后导致的爆震严重,热负荷高等不良现象,他们对发动机的点火系统,润滑冷却系统,进排气系统等进行了改进。涡轮增压发动机样机的台架试验结果表明,最大扭矩增加了50%左右,性能达到1.3升自然吸气发动机的水平,而高转速范围内的油耗降低了15.8%左右。考虑到涡轮增压器在发动机低速时转速低增压效果低,发动机进气量少从而降低了输出扭矩,周广猛等总结了提高涡轮增压发动机低速扭矩的几种技术措施,即辅助增压,主要有机械增压和涡轮增压复合增压技术和电辅助涡轮增压技术,和小涡轮技术,主要指减小涡轮惯量,以及可变结构涡轮增压器技术,主要有可变喷嘴涡轮增压技术和可变涡轮喉口截面技术等。例如,图1.2所示,为大众汽车的机械和涡轮双增压发动机示意图,在低速范围时,机械增压工作以提升低速扭矩。Börje Grandin等研究了在涡轮增压发动机的高负荷时应用稀混合气和用冷却EGR稀释的混合气代替一般的浓混合气以抑制爆震和降低排气温度的潜力。他们的研究结果表明,这两种方案都是浓混合气的可能的替代方案,且两种方案的燃油经济性都明显改善。采用冷却EGR稀释时,和浓混合气相比,CO和HC都明显减少,而采用稀燃时的CO和HC更少,但和EGR相比,NOx较多。Wirth M等[9]研究指出,若不和其它技术联合,期望的汽油直喷技术的20-25%的潜力只有10-15%能发挥出来。当汽油直喷技术和涡轮增压小排量方案和推迟进气阀关闭策略相结合时,可以实现高达28%的燃油经济性改善潜力。此外,他们的研究还表明,增压使得NOx限制的分层操作可以扩展到更高的负荷水平,约为7bar IMEP。
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毕业论文开题报告
指导教师意见:
(对本课题的深度、广度及工作量的意见)
指导教师:
年月日
教研室审查意见:
教研室负责人:
年月日
5发动机的油路模型
6涡轮增压系统的吸气方式与自然吸气的比较
可行性分析:由于自然吸气的发动机在不改变发动机排量的前提下其进气量是不会增加的,同时根据最优空燃比控制其喷油量也不会改变,因此其最大输出扭矩也不会提高。而涡轮增压利用发动机排出的废气做功来对空气进行加压,这样在相同情况下会比自然吸气的发动机进入更多的气体,此时根据空燃比控制相应调节喷油就能产生更大的能量。一方面采用涡轮增压可以使得燃料在汽缸中燃烧的更加充分,这是由于空气多了燃烧必然更充分。另一方面将无用的发动机废气“变废为宝”。在能源日益枯竭的今天,涡轮增压意义重大且前景广阔。
(2)国内外研究现状、水平和发展趋势:发动机增压技术是随着增压器技术的发展而发展的。所以发动机增压技术的进步可以从增压器的发展过程看出。发动机增压器于上世纪初问世,随着技术的发展,发动机增压器的应用也日益普遍,类型上从刚开始的机械增压发展到废气涡轮增压甚至是双增压,应用上也从柴油机逐步发展到汽油机。同时,随着研发技术的不断创新和生产工艺的不断提高,发动机涡轮增压技术有了很大的提高,与未增压发动机相比扭矩提升效果明显。大中功率的柴油机都已经采用了发动机增压技术,中小功率的使用增压技术的也超过75%,汽油机增压在近几年也超过60%,并且呈上升趋势[12, 13]。国外的汽油机涡轮增压技术开始于20世纪80年代初期,并且由于柴油机的技术积累,涡轮增压技术在汽油机上得到了迅速的发展和完善。到了20世纪90年代欧美和日本生产的汽油机已有将近30%都采用了增压技术,同时国际中的汽油机增压技术普及率达到了15%。到了21世纪初,采用涡轮增压技术的汽油机普及率达到了50%,在汽油机涡轮增压技术方面,日本、德国、美国技术较为领先。由于我国整体轿车工业起步较晚,我国的汽油机涡轮增压技术目前相对落后于国外。我国20世纪90年代开始研究汽油机增压,并在CA-10B和DG26100-12机型上取得成功。2000前后,清华大学,吉林大学等几家高校也相继进行汽油机增压研究。近十年来,我国汽油机增压技术不断发展,增压性能不断提高。现在,国内也在大力发展汽油机涡轮增压,国内很多汽车厂商如吉利、一汽、上汽等都有完全知识产权的涡轮增压汽油机产品。涡轮增压汽油机已经成为了汽油机发展的趋势。目前,国内外已经有大量的有关涡轮增压发动机设计和研究的成果发表,主要集中在涡轮增压器匹配,涡轮增压发动机性能优化及方法,涡轮增压发动机控制策略等。江淮汽车公司的胡必谦进行了涡轮增压汽油机的匹配研究,他把增压器的匹配分为方案和性能5大内容进行方案匹配决定设计路线,性能匹配决定设计目标是否能够完成,两者缺一不可。文章指出,增压器选型是最为重要的过程,需要综合性能目标(功率、扭矩)、增压器效率(燃油经济性),高原运行工况和发动机运行安全性等方面考虑,选择各项性能俱佳的增压器。广西大学的李露露等以GT-POWER软件为研究工具,对废气涡轮增压汽油机的配气相位进行优化研究。在不同工况下,分析计算进排气门开启角度。经过分析优化配气相位后,废气涡轮增压汽油机性能得到了提高。杨国旗LJ465Q-2A型汽油发动机曲轴进行结构分析与增压强化设计,以满足汽油机增压改造中主要部件强度和刚度的设计要求。哈尔滨工程大学的宗立君在东安发动机DA465Q发动机(0.9升)的基础上开发一款涡轮增压发动机。为解决发动机增压后导致的爆震严重,热负荷高等不良现象,他们对发动机的点火系统,润滑冷却系统,进排气系统等进行了改进。涡轮增压发动机样机的台架试验结果表明,最大扭矩增加了50%左右,性能达到1.3升自然吸气发动机的水平,而高转速范围内的油耗降低了15.8%左右。考虑到涡轮增压器在发动机低速时转速低增压效果低,发动机进气量少从而降低了输出扭矩,周广猛等总结了提高涡轮增压发动机低速扭矩的几种技术措施,即辅助增压,主要有机械增压和涡轮增压复合增压技术和电辅助涡轮增压技术,和小涡轮技术,主要指减小涡轮惯量,以及可变结构涡轮增压器技术,主要有可变喷嘴涡轮增压技术和可变涡轮喉口截面技术等。例如,图1.2所示,为大众汽车的机械和涡轮双增压发动机示意图,在低速范围时,机械增压工作以提升低速扭矩。Börje Grandin等研究了在涡轮增压发动机的高负荷时应用稀混合气和用冷却EGR稀释的混合气代替一般的浓混合气以抑制爆震和降低排气温度的潜力。他们的研究结果表明,这两种方案都是浓混合气的可能的替代方案,且两种方案的燃油经济性都明显改善。采用冷却EGR稀释时,和浓混合气相比,CO和HC都明显减少,而采用稀燃时的CO和HC更少,但和EGR相比,NOx较多。Wirth M等[9]研究指出,若不和其它技术联合,期望的汽油直喷技术的20-25%的潜力只有10-15%能发挥出来。当汽油直喷技术和涡轮增压小排量方案和推迟进气阀关闭策略相结合时,可以实现高达28%的燃油经济性改善潜力。此外,他们的研究还表明,增压使得NOx限制的分层操作可以扩展到更高的负荷水平,约为7bar IMEP。
能和寿命。此外,由于原型发动机的压缩比,进、排气管路系统等的设计都是基于
自然吸气的前提下进行的,在添加了涡轮增压器后,有必要重新进行进、排气管路
的结构参数,和压缩比,进、排门气正时等的优化,并考虑爆震和排气温度等的限
制,以最大可能地利用涡轮增压器的潜力,在提高发动机动力性能的同时保持或者
改善发动机的燃油经济性水平。如前所述,现代车用涡轮增压发动机非常复杂,特别是安装了进气和排气VVT系统的汽油发动机,其设计和操作变量较多,设计和优化的难度较高,若用传统方法进行开发,则开发成本高,工作量大,周期长。虽然已经有许多有关涡轮增压发动机设计和研究的成果发表,但没有系统地研究涡轮增压发的设计和优化方法的文献发表。因此,本文将研究基于GT-Power模型的涡轮增压发动机开发和性能分析,并研究一套基于模型的设计、开发、研究和优化的工程开发方法。
学院
毕业设计开题报告
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设计题目:现代汽车涡轮增压新技术的应用及分析
指导教师:
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毕业设计开题报告
1.本课题的研究意义,国内外研究现状、水平和发展趋势
(1)研究意义:随着汽车保有量的不断增加,由汽车引起的环境污染和能源消耗越来越严重。因此,无论政府还是民众都希望汽车既能够保证最优的燃油经济性和最低的尾气排放,又能满足驾驶员对驾驶舒适性和动力性的追求。为满足上述要求,汽车工程师和学者们提出了很多新技术来提高汽车发动机的性能。例如,涡轮增压、可变气门正时、废气再循环等,其中涡轮增压可在不增加发动机排量的同时,大幅度提高发动机的功率和扭矩。一台发动机装上涡轮增压器后,其输出的最大功率与未装增压器相比,可增加大约30%甚至更多,因此涡轮增压技术得到了汽车生产厂商的大力推广及学者们的广泛研究。本文以四缸涡轮增压汽油发动机为研究对象,采用以扭矩需求为中心的控制思想,对涡轮增压汽油发动机进行了气路建模和控制算法研究。首先在平均值建模的机理下,结合汽车工程中常用map,搭建了机理/map混合描述的涡轮增压汽油机气路系统模型。其次,为了保证模型的精度,在高精度发动机动力学仿真软件en DYNA中进行了模型的验证。再次,设计了包含节气门开度规划跟踪控制器和涡轮排气阀控制器的气路控制系统,从而在实现发动机的扭矩需求的同时,保证了涡轮增压后压力能够保持在其限压值附近。最后,在仿真软件中进行了仿真分析,仿真结果验证了本文设计的涡轮增压气路控制系统的合理性和正确性。综上,本文对涡轮增压汽油机气路系统的模型推导、气路控制系统设计以及仿真分析等方面都给出了详细的分析和讨论,并且通过仿真结果验证本文所设计的气路控制系统的有效性。
4.论文的进度安排
1.调研、资料收集、完成开题报告,第2—3周
2.整体方案设计,完成结构示意图,第4周
3.结构设计计算,有限元分析,第5—8周
4.绘制设计图,第9—11周
5.编写设计说明书,第12周
6.毕业设计(论文)审核、修改,第13—15周
7.毕业设计(论文)答辩准备及答辩,第16—17周
论文正文可联系924507555
已经其他在现代汽车上的最新的应用
可能遇到的困难:1.影响汽车涡轮增压各个过程的模型分析;
2.汽车涡轮增压的新技术的各种数据以及搜集的难度和处理方法3.涡轮增压的各个环节以及结构对其影响的原因.
解决问题的方法和措施:1.进行多次测试与研究,精确测量
2.在设计过程中遇到不会的问题积极与老师沟通,在老师的指引下解决困难。
3.熟练运用三维设计软件,保证在操作过程中不发生不必要的错误。
4.查阅相关文献,熟悉各设备的基本结构,想好思路再进行设计。
3.本课题拟采用的研究手段(途径)和可行性分析
研究手段(途径):1.资料的调研及整体认识
2.涡轮增压系统的分类以及工作原理
3.涡轮增压汽油机气路建模与验证
4.涡轮增压增压汽油机气路系统的数学模型
毕业设计开题报告
2.本课题的基本内容,预计可能遇到的困难,提出解决问题的方法和措施
基本内容:涡轮增压发动机一般在原有的自然吸气发动机的基础添加涡轮增压器上进行开发,涡轮增压器和发动机必须紧密配合,否则会降低发动机的效率甚至毁坏。因
此,涡轮增压器和原型发动机之间匹配的好坏直接决定最终的涡轮增压发动机的性
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