1. 研究目的与意义(文献综述包含参考文献)
1 研究背景和技术发展二冲程发动机早在二十世纪初期就已经被发明制造[1],但面对日趋严重的环境污染和能源危机,二冲程发动机没有被现今的车企所采用。
相较于四冲程发动机,二冲程发动机具备一些优势:二冲程发动机的工作循环是在两个活塞行程内,即曲轴旋转一周的时间完成的,这意味着二冲程发动机相比于四冲程能够提供更强大的动力和推重比[2];其次,二冲程排气和进气的脉动比较均匀,使其旋转更加平稳,输出扭矩更加均匀,振动更小[3];再有就是二冲程省去了四冲程繁杂的配气机构,结构紧凑,因此更加轻巧,保养也更加方便[4]。
但其缺点也显而易见,由于双倍动力冲程产生较大的热量,排气压力比四冲程的高得多,使得排气噪声较大[5],同时也容易由于高热负荷导致零部件变形、烧蚀等问题,因此二冲程发动机整体寿命短[6];二冲程普遍使用的润滑方法主要有两种,一种是把润滑油混合在燃料中,另一种则是利用分离润滑泵,但这两类润滑方法均无法回收利用润滑油,不仅大量损耗,还会产生焦状燃烧物造成活塞拥堵和漏气泄压等问题[7],如果燃烧物进入曲轴箱,还会造成主轴承以及连杆轴承磨损,并且运行过程中出现的金属屑难以像四冲程一样有效带出,大大加速了内部零件的磨损[8];虽然二冲程发动机换气结构简单,省略了繁杂的配气结构,但由于新鲜燃汽和废气之间没有确定的分界面,若要最大限度地排出废气,就必定要将进入的燃汽排出一部分[9],因此在换气过程中部分刚充入的新鲜燃汽会被挤泄出排气口形成泄漏损失,但汽缸里仍然有残留废气,这种方式无法彻底换气,很难形成最佳的燃汽混合状态[10],大量未燃和不完全燃烧的燃汽直接排出,因此会造成较大的排气污染[11]。
2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案
1 研究方法与研究内容1.1 对置双缸二冲程汽油机的一维建模GT-POWER的模型数据库是用户建模的基础,主要可分为七类:Flow(流动有关的模型)、Mechanical(与机械结构有关的模型)、Thermal(附加的一些热计算模型)、Electrical(与电、磁有关的模型)、Control(与控制有关的模型)、Analysis(与数据分析有关的模型)、General(通用的模型)。
对置双缸二冲程汽油机的一维建模仿真主要用到的是Flow模型和Mechnical模型,用于构建管道、阀门和发动机机体等,同时包括气体、燃油等的特性数据。
建模过程中GT-POWER运用到的基础理论包括进排气管工作过程数值模拟和气缸内燃烧过程等基础理论方法。
