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毕业论文-增压GDI发动机扫气过程优化及其抑制爆震研究，共120页，44032字，附外文翻译
中文摘要
增压、缸内直喷（GDI）、可变气门正时（VVT）这三种技术的结合是现代汽
油机的发展趋势。如何抑制这种高功率密度汽油机的爆震是亟待解决的问题。而
扫气过程又是这三者结合得最为紧密的一个过程，同时扫气在一定程度上也可以
抑制爆震。
本文主要开展了利用可变气门正时控制增压 GDI 发动机扫气过程的试验。搭
建了增压中冷发动机试验台架，在发动机当量比燃烧以及稀燃的两种情况下分别
对不同节气门开度和负荷的情况进行了不同 VVT 角度的试验，得出扫气可以抑
制爆震并且能够提高发动机的低端扭矩。同时，基于 BOOST 一维模型的模拟结
果发现扫气主要通过降低缸内残余废气系数、降低进气门关闭时缸内气体温度来
实现抑制爆震的效果。而它也主要通过提高发动机的进气流量以及抑制爆震后提
高点火提前角来提高发动机的低端扭矩。而且，本文还通过 BOOST 的模拟对排
气管进行了优化，提出了几种能够比较好改善排气干涉的排气管长度以及布置的
方案。
最后，本文补充研究了发动机采用分层混合气对发动机冷启动过程的影响。
主要研究了不同二次喷射时刻和比例对发动机排温，IMEP 以及 COV 的影响。结
果表明分层混合气可以提高发动机的排气温度，但会对 COV 产生不利的影响。
关键词：GDI；VVT; 扫气；爆震；一维数值模拟；
目录
第 1 章 引 言 ....1
1.1 研究背景 .1
1.1.1 GDI 发动机的发展历程 .....1
1.1.2 GDI 发动机优缺点 ...3
1.1.3 汽油机爆震综述 .....4
1.2 研究现状 .6
1.2.1 增压 VVT GDI 发动机发展现状 .6
1.2.2 扫气及其抑制爆震研究现状 .....11
第 2 章 GDI 发动机扫气过程的试验研究 .........13
2.1 扫气试验方案 ..13
2.2 试验平台的建立 ........14
2.2.1 试验发动机参数 ...14
2.2.2 试验台架的完善 ...15
2.3 当量比下扫气试验结果与分析 ......16
2.3.1 当量比下扫气提高扭矩 ..16
2.3.2 当量比下扫气抑制爆震 ..22
2.3.3 小结 ..27
2.4 稀燃条件下扫气试验结果与分析 ..27
2.4.1 稀燃条件下扫气提高扭矩 .........27
2.4.2 稀燃条件下扫气抑制爆震 .........29
2.4.3 小结 ..33
2.5 扫气试验总结 ..33
第 3 章 GDI 发动机扫气过程的模拟解析 .........35
3.1 BOOST 软件介绍 .......35
3.2 发动机模型的建立及标定 ...36
3.3 一维热力循环模拟解析 .......38
3.3.1 模拟思路 .....38
3.3.2 当量比下 BOOST 模拟结果 ......39
3.3.3 稀燃下 BOOST 模拟结果 42
3.4 排气管设计及参数优化 .......47
3.4.1 排气管长度的优化 47
3.4.2 排气管分组的优化 61
3.4.3 总结 ..69
第 4 章 冷启动试验研究 .....70
4.1 研究背景与思路 ........70
4.2 试验结果与分析 ........71
第 5 章 总结与展望 ...78
5.1 工作总结 .........78
5.2 工作展望 .........79
插图索引 .........81
表格索引 .........86
参考文献 .........87
致 谢 .....89
声 明 .....90
附录 A 外文资料的调研阅读报告或书面翻译 ..91
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