基于MATLAB的微型HCCI自由活塞發(fā)動機工作過程數(shù)值模擬研究.pdf

1、微型發(fā)動機具有相對微小的體積、較高的能量密度，在當今工業(yè)生產(chǎn)中具有廣闊的前景。自由活塞發(fā)動機結構簡單，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)動機相結合，不僅可以解決微型燃燒室壁面的火焰淬熄問題，同時可以解決HCCI所面臨的著火控制難的問題。因此微型HCCI自由活塞發(fā)動機的工作過程的數(shù)值模擬，對于微型發(fā)動機的發(fā)展及設計研究有重要意義。 本課題應用MATLAB/SIMULINK對微型HC

2、CI自由活塞發(fā)動機單次沖擊的燃燒過程進行仿真建模研究，分別建立考慮熱傳遞和漏氣的零維單步化學動力學模型和理想氣體模型，并與試驗結果相比較，驗證了考慮傳熱漏氣模型的微燃燒模擬結果與實驗數(shù)據(jù)相吻合。獲得了微發(fā)動機的著火、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動特性。 對單次沖擊工況下變參數(shù)的微發(fā)動機工作過程進了研究，發(fā)現(xiàn)：活塞初速度增加，著火點提前，活塞末速度增加(高壓縮比)，但過高的自由活塞初速度導致燃燒爆發(fā)壓力和

3、溫度過度增加；初始當量比增加，工作過程中缸內最高壓力增加，溫度和活塞末速度在當量比為0.45時達到最大值；氣缸長度增加，工作過程中缸內最高壓力和溫度降低，活塞末速度增加；初溫度增加，著火點提前，工作過程最高壓力降低，活塞末速度降低；初始壓力增加，著火點推遲，缸內最高壓力、溫度和活塞末速度降低，當初始壓力到達某一臨界值后，燃料還會從可燃狀態(tài)轉變?yōu)椴豢扇肌?另外，作者提出了微發(fā)動機單次沖擊工作過程的效率的計算方法，并研究了變參數(shù)對效