内燃机的排气能量流特性

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1、万方数据第42卷第11期2011年11月中南大学学报(自然科学版)JonrnalofCentralSouthUniversity(ScienceandTechnology)、，01．42No．11NOV,2011内燃机的排气能量流特性刘敬平，付建勤，冯康，王树青，赵智超(湖南大学先进动力总成技术研究中心，汽车车身先进设计制造国家重点实验室，湖南长沙，410082)摘要：为高效回收利用内燃机排气能量，实现内燃机节能减排，采用试验和模拟仿真相结合的方法对1台乘用车汽油机的排气能量流特性进行研究。首先根据实验数据建立并标定计算模型，通过全工况模拟计算提取排气数据并进行分析，得出排气

2、能量流随工况的变化关系。在此基础上将排气能量分解为余压能、余动能和余热能并得出其能量密度的三维分布图，结合排气压力波、速度和温度研究得出这3种形式能量的脉动特性。研究结果表明：高速高负荷时排气能量有更强的回收潜力；排气能量的主要表现形式是余热能，其次是余压能，余动能通常可以忽略；余压能和余动能的脉动性较大，余热能脉动性较小。研究结果为排气能量回收方式的选择提供了理论依据。关键词：内燃机；能量流；节能减排；GT-power：余能回收中图分类号：TK402；TK01+1文献标志码：A文章编号：1672-7207(2011)11—3370一07Characteristicsofen

3、gineexhaustgasenergyflowL1UJing-ping，FUJian-qin，FENGKang，WANGShu—qing，ZHAOZhi—chao(StateKeyLaboratoryofAdvancedDesignandManufacturingforVehicleBody，ResearchCemerforAdvancedPowertrainTechnologies，HunanUniversity，Changsha410082，China)Abstract：Inordertorecoverengineexhaustgasenergyefficientlya

4、ndrealizethegoalofenergysavingandemissionreductiononengine，thecharacteristicsofexhaustgasenergyflowofapassengercargasolineenginewerestudiedbyusingacombinedapproachofexperimentaltestingandcomputersimulation．Firstly，asimulationmodelwasbuiltandcalibratedagainstexperimentaldata．Then，therelation

5、shipbetweenexhaustgasenergyflowandengineoperatingconditionswasestablishedbasedoncalculationresultsanalysis．Onthisbasis，theexhaustgasenergyflowWasclassifiedintopressureenergy，kineticenergyandthermalenergy，and3Dmapsofthesethreetypesofenergyweregeneratedfortheentireengineoperationalregion．Furt

6、hermore，thedynamicnatureofexhaustgasenergyflowwasalsoanalyzedbasedonexhaustpressurewaveactions，gasvelocityaswellastemperaturefluctuations．Theresultsshowthatexhaustgasenergyhasagreaterrecoverypotentialathighspeedandhighloadoperationalconditions；themajorexhaustgasenergyisthermalenergy，followe

7、dbypressureenergy，whilethekineticenergyCanbeignored；thevolatilityofpressureenergyandkineticenergyisgreaterthanthatofthethermalenergy．Thisresearchresultsprovideatheoreticalbasisforselectingthemeansofexhaustgasenergyrecovery．Keywords：internalcombustionengi