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毕业论文-氢内燃机气门升程曲线优化设计与整机性能模拟，共49页，23800字，附设计图纸
摘 要
随着石油资源的日益短缺和生态环境的不断恶化，开发清洁的汽车待用燃料，是我们当前的一项重要任务。近年来，采用氢气作为内燃机替代燃料的研究引起国内外的高度重视，大量的实验研究表明，氢气是一种高效清洁的燃料，氢燃烧后生成水，唯一的污染是NOx，氢发动机具有良好的动力性和经济型。世界各国早已进行氢发动机的研究，并已取得很大的进展，目前我国对氢发动机的研究还处于起步阶段。
为了进一步提高氢内燃机的热效率，与CNG发动机相比，氢气内燃机需要提高压缩比，并同时对发动机的配气相位进行优化设计。文章在原发动机气门升程曲线基础上，再设计两组气门升程曲线，利用发动机性能模拟软件BOOST在压缩比为10、11和12等三种情况下，运用发动机模型分别计算氢内燃机的性能，根据计算结果指出优化方案和参数调节的方向。
关键词：氢气发动机，模拟，气门升程
　 目 录
摘 要 I
ABSTRACT II
第1章 绪 论 1
1.1 设计的主要内容 1
1.2内燃机循环模拟技术的发展 1
1.2.1　内燃机循环模拟研究的发展过程 1
1.2.2　内燃机循环模拟方法研究 2
1.3 论文的研究意义 4
1.4 国内外研究现状状和存在的问题 5
1.4.1 研究现状 5
1.4.2存在的问题 6
第2章 建立CNG发动机模型 9
2.1 BOOST简介 9
2.2 建立CNG发动机模型 10
2.2.1 模型的建立 10
2.2.2 模型参数的输入 13
第3章 模型的验证 16
3.1 n=1200r/min时模型的验证 16
3.2 n=2000r/min时模型的验证 18
3.3验证的结果 20
第4章 气门升程曲线优化设计与整机性能模拟 22
4.1 气门升程曲线优化设计 22
4.1.1 关于气门升程曲线 22
4.1.2 不同气门升程曲线具体参数对比 23
4.1.3 气门升程曲线选优 27
4.2 整机性能模拟 29
4.2.1 1200r/min时点火提前特性 29
4.2.2 2000r/min时点火提前特性 35
4.3 本章小结 40
第5章 结论与展望 42
5.1 结论 42
5.2 展望 43
致谢 44
参考文献 45

前 言 随着对发动机燃油经济性和排放的要求不断提高，制造商们纷纷对一些新技术（高压电控喷射、预喷射、汽油直接喷射、废气再循环、代用燃料、控制燃烧技术、结构调整）进行研究。这些技术需要对发动机的工作过程及发动机缸内燃烧过程有更深层次的认识。 目前，各大制造商及研究机构大都利用数值模拟和缸内可视化技术进行这方面的研究，并取得了非常好的效果。缸内燃烧过程分析的常用数值模拟工具有:SCRYU、Power FLOW、Star-CD、FIRE、FIDAP等。不同的软件在不同应用领域有各自的优势。如SCRYU、Power FLOW在剥离再附着、喷流、涡流等方面的计算精度比较高，适合于空气动力方面的研究。而Star-CD因它的计算和分析时间比较短，所需内存容量不大，且可以自动生成非结构化网格，广泛应用于发动机定常流、喷雾燃烧、冷却水等领域的分析。作为AVL公司的发动机专用三维模拟软件FIRE依靠其强大的试验能力的支持，最近发展也相当快。 KIVA软件是发动机缸内分析专用软件，广泛应用于内燃机多维燃烧模拟的研究。KIVA系列的源程序给人们进行燃烧过程的数值模拟研究提供了一个现成的框架和基础，人们可以将自己的需要和新建模型加入到该程序进行研究。 发动机缸内的物理现象极其复杂。它涉及各种流体力学及各种化学动力学现象。另外，发动机是一个复杂的几何体，故难以完全确定各点的不稳定边界条件。这就需要建立各种各样的物理化学模型使方程简化。由于这些特点的存在，发动机缸内数值模拟也经历了非常艰难的历程。60~70年代虽然出现了一些计算模型和物理模型，但因计算条件和这些模型的粗糙性使得数值模拟只能从定性上进行分析。进入80年代出现了像K-ε湍流模型、DDM喷雾模型、NOx反应模型以及LES（大涡模拟）等新的计算方法，在网格生成技术方面也出现了一些简单的自动、半自动网格生成技术，具备了一定的计算手段。但因计算机技术的限制大多停留在定性分析上。在90年代发展最多的是自动网格生成技术，先后出现了BFC、Tetra、Unstructure、Hybrid以及Voxel等又快又具备很强几何适应性的网格生成技术。这些网格生成技术对发动机缸内数值模拟提供了很好的发展空间，加上更完善的物理化学模型及飞速发展的计算机技术，缸内数值模拟技术越来越接近试验结果，成为发动机研发﹑优化的重要软件。