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科学技术的不断进步,促进柴油机朝着高速、轻型、大功率的方向发展。柴油机的不断强化,增压程度和转速的不断提高,都要求其燃烧过程能够高速、高效率地进行。这就要求对柴油机的混合气形成、燃烧以及结构方面进行深入研究,其中组织高速、高效的燃烧过程,提高燃烧效率又是其中研究的重点问题之一。
提高燃烧效率的核心问题是,通过组织快速燃烧的方法使燃料在尽可能短的时间内完全燃烧,在一定程度上使燃烧接近等容过程。本文研究一种新型连杆机构在柴油机中的应用,以期实现柴油机工作过程中的等容燃烧过程。
本文首先分析开发高效、高速燃烧的柴油机的重要性,柴油机相关技术的研究现状,结合现代设计理论,讲述本课题的研究意义,根据新型机构的特点,结合传统研究方法,确定本文的主要研究内容和技术路线。第二章利用UG建立新型连杆机构的三维模型,进行新型连杆机构活塞运动规律的分析,通过运动仿真详细研究新型机构对于柴油机转速方面的影响。第三章在前面所建立的三维模型的基础上,将活塞运动的数学模型参数化,利用MATLAB/OPTIMIZATION工具箱优化其运动规律。第四章和第五章中建立发动机整机热力学工作模型,对比分析相同结构尺寸的新型机构和传统机构的热力学性能,为样机试制提供理论指导。
理论研究和热力学数值模拟计算结果表明,基于新型连杆机构的柴油机在转速、燃油消耗率和热效率等方面较传统机构都有提升,为未来的车用动力和提高柴油机性能提供了参考依据和实际的研究成果。