毕业设计-CNG发动机建模与发动机性能模拟计算，共54页，25251字，附设计图纸
本毕业设计是一个题为“CNG发动机建模与发动机性能模拟计算”的结合科研的专题研究。文章第一章是关于发动机性能模拟计算的绪论，讲述了该毕业设计的主要内容、理论价值和现实意义，同时分析了发动机性能模拟在国内外研究状况、存在的问题和发展方向。第二章讲述了内燃机工作过程模拟计算的理论，为后面的建模、模型参数的输入以及模型的调试奠定理论基础。第三章主要说明的是该CNG发动机模型的建立过程和详细的参数设置，此外还介绍了发动机性能模拟软件BOOST。第四章利用模拟仿真数据和试验数据对模型进行了验证。验证的内容主要参数是发动机的有效功率、最高爆发压力、CNG流量、空气流量四个参数和发动机图。结果表明，模拟数据和试验数据的误差在5%之内，模型具有足够的模拟精度，可以用该模型对CNG发动机性能进行模拟计算。第五章中我们利用建立的CNG发动机模型对发动机性能进行模拟计算，分析点火提前角、空燃比等参数对该天然气发动机性能的影响规律，并结合本科阶段所学的理论知识对模拟出来的各种规律进行了分析。
本专题研究要求具有发动机全套技术资料和BOOST模拟软件。在研究过程中，本文引用了国内外许多工厂、研究所和本科院校的试验、研究资料，充分利用了大学本科期间所学的理论知识来解决毕业设计中遇到的难题。因此，本毕业设计巩固了我们大学本科期间所学的内燃机方面的理论知识，同时提高了学生运用计算机解决问题的能力、科技文献检索能力、自学能力和动手解决实际问题的能力。

摘 要
天然气发动机由于其在环境及资源上的优势，得到了越来越广泛的应用。世界很多汽车公司也将天然气汽车作为一种优先发展的代用燃料汽车。目前，我国许多大城市把发展天然气公交车作为治理城市大气污染的重要举措之一。因此，研究、开发天然气发动机具有广阔的市场前景。
本文通过发动机性能模拟软件AVL BOOST建立一个直列六缸CNG发动机工作过程的计算模型，并通过模拟数据和试验数据的比较验证了模型的准确性。验证的主要参数是发动机的有效功率、最高爆发压力、CNG流量、空气流量四个参数和发动机图。验证结果表明，模拟数据和试验数据的相对误差在5%以内，模型具有足够的精度，可以采用该模型对发动机性能进行模拟计算。此外，文章还寻求模拟仿真数据与试验数据之间的差异，分析导致两者之间产生误差的原因，并通过改变模型中的点火提前角、空燃比等主要工作参数，对该发动机的性能进行了分析，从而为发动机的参数优化奠定理论基础，减少开发时间、物力和财力。
关键词：天然气发动机，模拟计算，模型，性能分析

ABSTRACT
Natural gas engine has been used widely because of its environmental and resource advantages. Many automotive companies take the CNG engine as the most important alternative fuel vehicle. At present, large amount of big cities in China develop CNG buses as the important measurement of air pollution treatment. Therefore, research and development of natural gas engine has broad market prospect.
This paper establishes an operating process of calculation model to simulate the performance of an inline six-cylinder compressed natural gas (CNG) engine by using engine performance simulation software AVL BOOST. Model of the engine is adjusted by the comparison between simulation results and experimental results. The main parameters that we compared are four parameters, which are effective power, peak pressure, CNG flow, air flow, and the indicator diagram. Results show that the simulation result error is within 5%, so the model is accurate enough to simulate this engine. In addition, this paper finds out the difference between simulation results and experimental results and analyzes the reason for the relative error. By changing the spark advance angle, air-fuel ratio of the engine model, this paper analyzes the performance of the engine, which can provide the theory bases for the future parameter optimization, and can reduce the time, materials cost and financial resources in the design of compressed natural gas engine.
Keywords: CNG engine, Computer simulation, Model, Performance analysis

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 设计的理论价值和现实意义 1
1.3 国内外研究现状和存在的问题 2
1.3.1 研究现状 2
1.3.2　目前研究中存在问题 3
1.4 内燃机循环模拟的发展方向 3
第2章 内燃机工作过程的模拟计算理论 4
2.1 缸内模型 4
2.2 燃烧模型 5
2.3 放热模型 6
2.3.1 Vibe函数 7
2.3.2燃烧始点 7
2.3.3 燃烧持续期 7
2.3.4 形状参数m 8
2.4 传热模型 8
2.4.1 Woschni1978模型 9
2.4.2 Woschni1990模型 9
2.5 扫气模型 10
2.6 管道模型 10
第3章 CNG发动机建模 12
3.1 关于AVL BOOST 12
3.1.1 AVL BOOST软件简介 12
3.1.2 AVL BOOST学习方法和使用 14
3.1.3 AVL BOOST软件要求输入的数据结构 14
3.1.4 AVL BOOST软件仿真分析步骤 15
3.2 CNG发动机工作过程模拟计算模型的建立 15
3.2.1 模型的创建 15
3.2.2 模型参数的输入 17
第4章 计算模型准确性的验证 25
4.1 利用n=1200r/min的工况验证计算模型 25
4.2 利用n=2000r/min的工况验证计算模型 27
4.3 计算模型准确性的验证结果 30
第5章 主要参数对发动机性能的影响分析 31
5.1 点火提前角对CNG发动机性能的影响 31
5.1.1 点火提前角对发动机动力性的影响 31
5.1.2 点火提前角对发动机经济性的影响 34
5.1.3 点火提前角对发动机排放性能的影响 35
5.2 混合气浓度对CNG发动机性能的影响 37
5.2.1 混合气浓度对发动机动力性的影响 37
5.2.2 混合气浓度对发动机经济性的影响 39
5.2.3 混合气浓度对发动机排放性能的影响 40
第6章 结论与展望 44
6.1 结论 44
6.2 展望 45
致 谢 47
参考文献 48

设计的主要内容
内燃机工作过程模拟计算可分为设计类计算和研究类计算。设计类计算是以确定发动机工作参数、结构选型方案及尺寸为目的的计算。研究类工作过程数值计算是对现有机型的工作过程进行细致分析，以加深理解为目的，它可以揭示系统各个因素之间的数量关系[2]。“CNG发动机建模与发动机性能模拟计算”是结合科研的专题研究。该研究先通过发动机性能模拟软件AVL BOOST建立一个直列六缸CNG发动机模型。通过对比模拟仿真数据和真实试验数据，我们对模型进行验证。研究中对我们利用该发动机的两个工况点（转速分别为1200r/min和2000r/min的工况点）的仿真数据和试验数据对建立的模型进行了调整和验证。验证的内容主要参数是发动机的有效功率、最高爆发压力、CNG流量、空气流量四个参数和发动机图。结果表明，模拟数据和试验数据的误差在5%之内，模型具有足够的模拟精度，可以用该CNG发动机模型对实际天然气发动机的性能进行模拟计算。同时，研究中我们还寻求仿真数据与试验数据之间的差异，分析导致两者之间产生误差的原因。最后，我们对发动机性能进行模拟计算，分析点火提前角、空燃比等参数对发动机性能的影响规律，为发动机进一步的设计提供参考。

论文大小：927.34KB
论文格式：word+autocad
论文专业：内燃机 车辆工程
论文编号：209393
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• 毕业设计-CNG发动机建模与发动机性能模拟计算
• 图纸
• camshaft drawing.dwg  [125.84KB]
• crankshaft.dwg  [159.00KB]
• 设计说明书
• 毕业设计.doc  [642.50KB]