Atkinson循环发动机性能及其应用的研究分析开题报告

汽车保有量的不断增长促进了世界经济的飞速发展，同时也将能源与环境问题推向日益严峻的局面。为了保证汽车工业的可持续发展，开发节能降耗、低排放的环保汽车已成为汽车工业可持续发展的首要任务。

atkinson循环发动机利用进气门晚关而不是节气门来控制负荷，减少泵气损失和压缩功，可以更大程度地将热能转换为机械能，提高发动机热效率，从而降低燃油消耗；进气门晚关还使得实际压缩比降低、缸内燃烧温度降低，有利于改善排放。点燃式汽油机的指示热效率低于柴油机,主要由汽油机的压缩比比较低、部分负荷工况进气节流所带来的泵气损失、以及较低的混合气绝热系数三方面原因造成。由于受爆震和排放的限制,通过增加压缩比和采用稀燃技术提高汽油机热效率存在诸多困难,因此降低汽油机在部分负荷下的泵气损失是实现汽油机高的热效率的一个重要方向。取消节气门通过对汽油机的有效排量进行调节来控制缸内气体质量,不需要降低气道及缸内压力,基本避免了泵气损失。而对有效排量的控制可以通过改变进气阀关闭的时间及气门升程来控制,即可变气门驱动(variablevalveactuation,vva)技术。

atkinson循环具有较高热效率,却存在功率偏低的缺点,在低速低负荷下更加明显,这在过去能源危机没有显现出来,尤其增压技术没有发展,对发动机又追求大功率大扭矩和起动加速性能好的时代,因此这方面研究就一直没有得到重视。随着能源和环保压力的日益紧迫,国内外汽车行业又开始对atkinson循环进行研究,并且随着发动机技术、控制技术、电动机、电池等各种技术的进步,在传统otto循环发动机上,通过一系列技术改造可以实现atkinson循环。特别是混合动力汽车技术的出现,在低速小负荷下可以使用蓄电池 电动机驱动,既发挥了电动机低速大转矩的优点,又避开了atkinson循环低速小负荷下的弱点,使发动机主要工作在中高速下,充分发挥了atkinson循环发动机热效率高的优点,能够提高整车的燃油经济性和排放性。针对传统otto循环发动机能量利用率低的几个因素,atkinson循环发动机有了很大改善:(1)对于部分负荷燃油消耗高的问题,由于在混合动力汽车上结合了电动机,因此可使发动机一直在燃油利用率较高的范围运行;(2)在大部分负荷范围内没有节气门作用,因此不存在额外的泵气损失;(3)为了提高燃油的做功能力,atkinson循环发动机采用了较大的膨胀比;(4)在需要提供大的功率输出时,混合动力汽车通过电动机、电池输出能量辅助汽油机提供动力,因而解决了传统汽油机通过使用过浓混合气增加功率输出的缺陷。研究表明在部分负荷下,由于泵气损失的下降和热效率的提高,发动机部分负荷范围燃油经济性得到了改善。因此atkinson循环发动机是混合动力汽车采用的较理想的发动机。

3. 研究的基本内容与计划

atkinson循环发动机相比传统otto循环发动机，利用进气门晚关而不是节气门来控制负荷，减少了泵气损失和压缩功，可以更大程度地将热能转换为机械能，提高发动机热效率，从而降低燃油消耗率；进气门晚关还使得实际压缩比的降低使缸内燃烧温度降低，有利于排放。采用atkinson循环能提高整车的燃油经济性和排放性能，符合汽车工业可持续发展的方向。

用发动机理论相关知识研究分析atikinson循环发动机的有效性能，并对采用atikinson循环发动机和增压的atikinson循环发动机（又称米勒循环发动机）汽车的实际使用性能，运用汽车理论相关知识进行研究分析，并提出自己的分析结果和观点。

第一～三周：检索相关文献，收集资料，把文献资料从atkinson热机性能和atkinson循环在混合动力汽车上的应用这两方面进行归类筛选；

4. 研究创新点

运用发动机理论相关知识结合数据研究分析Atkinson循环发动机的有效性能。