Tesis de último año, buscando una tesis sobre "Investigación sobre tecnología de combustión ultra pobre en motores"

Propuesta de proyecto de graduación (tesis) del Instituto de Tecnología de Huaiyin Nombre del estudiante: Especialidad: Liu Yang ID de estudiante: 1071507216 Ingeniería de servicios automotrices Investigación y diseño de tecnología de combustión ultrafina automotriz (Título de tesis Tesis de diseño) Título: Supervisor de tesis : Informe de propuesta de proyecto de graduación (tesis) de Yan Taoping el 3 de diciembre de 2010 1. Combinado con la situación del tema del proyecto de graduación (tesis) y basándose en la literatura revisada, cada persona escribe una revisión de la literatura de aproximadamente 2000 palabras Fuente del tema de revisión de la literatura y propósito de la investigación 1. Fuente del tema y propósito de la investigación Aunque la situación de la explotación petrolera tiene. En general, se mantuvo sin cambios durante muchos años, Stablize. Sin embargo, el petróleo, como recurso no renovable, eventualmente se agotará. Por lo tanto, por un lado, los países de todo el mundo están mejorando la economía de combustible de los motores de combustión interna y, por otro, están desarrollando activamente combustibles alternativos. Motores de combustión interna y vehículos eléctricos. En nuestro país, los motores de combustión interna consumen el 45% de los recursos petroleros, el 75% del diésel y más del 60% de la gasolina. Actualmente, mejorar la economía de combustible es de gran importancia. Además, las emisiones nocivas y el ruido de los motores también dañan el medio ambiente y la salud humana. Para mejorar la economía de los motores de automóviles, el uso de combustión pobre o incluso combustión ultra pobre en motores de gasolina se ha convertido en un medio importante para varios fabricantes de motores de automóvil. En los motores de automóviles tradicionales, para garantizar un funcionamiento estable y confiable del motor, la relación aire-combustible de la mezcla utilizada por el motor de gasolina debe ajustarse dentro del rango de 12 a 18 cuando el motor de gasolina esté funcionando normalmente. La combustión ultrapobre es un proceso de combustión de una mezcla con una relación aire-combustible superior a 20:1. Puede hacer que el combustible se queme más completamente. Por un lado, se reduce la temperatura máxima después de la combustión. , se reduce la pérdida por transferencia de calor a través de la pared del cilindro. Por otro lado, se reduce el fenómeno de disociación de los productos de la combustión, lo que mejora la eficiencia térmica, desde otra perspectiva, utilizando una mezcla pobre, porque la presión y la temperatura en el cilindro son. baja y es menos probable que se produzcan detonaciones, la relación de compresión se puede aumentar y la mayor relación de expansión y temperatura de la mezcla pueden reducir la cantidad de gases de escape que quedan en la cámara de combustión, mejorando así la eficiencia de utilización de energía durante el uso. Con una mezcla pobre, complementada con las correspondientes medidas de control de emisiones, se pueden reducir las emisiones nocivas de CO y HC de los motores de gasolina, se reducirán considerablemente los NOX y el CO2 y se reducirá el calor específico de los componentes principales O2 y N2 en la cámara de combustión. pequeño durante la combustión pobre, y el índice variable K es alto, por lo que el motor tiene una alta eficiencia térmica y una buena economía de combustible 2. Temas nacionales y extranjeros Estado de la investigación Estado de la investigación nacional y extranjera Tema La combustión pobre de los motores de vehículos incluye los motores fuera del cilindro. sistema de mezcla pobre de inyección (PFI), sistema de mezcla pobre de inyección directa (GDI) y sistema de encendido por compresión de mezcla homogénea (HCCI) 1 Sistema de mezcla pobre de inyección fuera del cilindro (PFI) Sistema de mezcla pobre de inyección fuera del cilindro (PFI). ) El sistema de mezcla pobre de inyección de puerto se puede dividir en dos tipos: estratificación de flujo parásito y estratificación de flujo turbulento de acuerdo con los diferentes patrones de flujo del flujo de aire de admisión en el cilindro. 1.1 Sistema de mezcla pobre de estratificación de flujo de turbulencia Los representantes de este motor de mezcla pobre son. El sistema de mezcla pobre de tercera generación de Toyota con inyección portuaria, el VTCE-E de Honda y el sistema de mezcla pobre de Toyota de tercera generación de Mazda y el sistema de mezcla pobre de Mazda* **El punto del informe de propuesta del proyecto de graduación (tesis) de Tongte es. que la válvula de control de vórtice (SCV) se usa para ajustar la intensidad del vórtice. Con carga baja, la SCV se cierra para obtener un vórtice fuerte; con carga alta, la SCV se abre para obtener un vórtice de eje oblicuo, para promover. la mezcla de combustible y aire 1.2 Sistema de combustión pobre estratificada por rotación Mitsubishi Motors Corporation de Japón ha implementado con éxito la combustión pobre estratificada por rotación en el cilindro (MVV) en motores de 3 y 4 válvulas utilizando el sistema de inyección de puerto. Desarrolló un sistema de combustión pobre estratificada por rotación adecuado para motores de 4 válvulas. Se dispusieron simétricamente dos particiones verticales en la entrada del motor de gasolina de 4 válvulas y se inyectó combustible entre las dos particiones. La mezcla forma una capa intermedia pobre, rica y pobre. Distribución en la dirección del eje de flujo giratorio en el cilindro, lo que puede aprovechar al máximo las ventajas de la disposición central de la bujía. El límite del motor PFI es que el 20% de las boquillas están instaladas en la válvula de admisión. La culata en la parte posterior, el 80% está instalada en el colector de admisión cerca de la culata. Cuando se arranca el motor, se formará una película de aceite líquido instantáneamente cerca de la válvula de admisión. El combustible se evaporará gradualmente en el cilindro. combustión durante cada proceso de admisión.

Debido a la dificultad en la evaporación del combustible al arrancar un motor frío, el suministro real de combustible es mucho mayor que la relación aire-combustible requerida, lo que aumenta significativamente las emisiones de HC no quemados del motor. Otra limitación del motor PFI es que el acelerador se usa para controlar la carga en cargas medianas y pequeñas, lo que resulta en pérdidas por aceleración. El motor GDI usa un modo de carga estratificada en cargas medianas y pequeñas, y controla el motor controlando la cantidad de. Cuando se inyecta aceite en la carga del cilindro, no utilizar un acelerador puede reducir la pérdida de gas de bombeo y la pérdida de calor. 2 Sistema de mezcla pobre con inyección directa (GDI) Sistema de mezcla pobre con inyección directa (GDI) Cuando el motor de gasolina con inyección de puerto no utiliza métodos de combustión asistida para organizar la mezcla pobre, es muy difícil que la relación aire-combustible exceda 27:1 Sin embargo, el sistema de mezcla pobre con inyección directa puede exceder este límite. En comparación con el motor de gasolina de mezcla pobre con inyección de entrada fuera del cilindro, el motor de gasolina de mezcla pobre con inyección en el cilindro tiene las características de bombeo pequeño. Pérdida, pequeña pérdida por transferencia de calor, alta eficiencia de carga, buen rendimiento antidetonante y respuesta dinámica rápida. Los primeros motores de gasolina GDI utilizaban el mismo sistema de suministro de combustible de bomba, tubería y una boquilla que el motor diésel para lograr el propósito del retardo. Inyección El combustible se inyectaba en el cilindro al final de la carrera de compresión y la mezcla se estratificaba basándose en el vórtice de admisión o el flujo giratorio. En cuanto al método de trabajo de inyección directa en el cilindro del motor de gasolina, se utilizó el modelo alemán Benz300SL en los años 50 y el sistema MAN-FM en los años 60, y el sistema TCCS de la estadounidense Texaco y el sistema PROCO de Ford en los años 70. La mayoría de estas primeras tecnologías se basaban en 2 válvulas por cilindro y una cámara de combustión de pistón en forma de cuenco, utilizando la bomba mecánica y el inyector del motor diésel para lograr la postinyección. Estos primeros motores GDI lograron un control sin aceleración en la mayor parte del rango de carga y lograron una economía de combustible cercana a la de los motores diésel de inyección no directa. Su principal desventaja es que, debido al uso de un sistema mecánico de suministro de combustible, el tiempo de postinyección se fija en cada carga o incluso en plena carga, y el humo de la combustión limita la relación aire-combustible a no más de 20:1. Después de la década de 1990, debido a la rápida mejora de la tecnología de fabricación de motores, se utilizó tecnología avanzada de control electrónico para resolver muchos problemas en el control y las emisiones de los primeros motores de inyección directa. El desarrollo de nuevas tecnologías y estrategias de control electrónico ha hecho que muchos fabricantes de motores reconsideren las ventajas potenciales de los motores GDI. En 1996, Mitsubishi Motors de Japón tomó la iniciativa en el lanzamiento del motor de inyección directa guiada por pared 4G93 de 16 válvulas y árbol de levas en cabeza de 1,8 L; Toyota desarrolló un motor V6 2GR-FSE que utiliza sistemas de suministro de combustible GDI y PFI de General Motors; En 2006, se desarrolló un motor estratificado de inyección directa de mezcla pobre que utiliza tecnología de sincronización variable de válvulas (VVT); en 2006, BMW desarrolló un motor estratificado de inyección directa de mezcla pobre basado en el motor GDI V12 de inyección directa de mezcla homogénea de baja presión. A finales de 2000, la empresa alemana Volkswagen utilizó sistemas de control electrónico para aplicar principios similares a los motores diésel TDI en los motores de gasolina y desarrolló un motor de inyección directa estratificada de combustible (FSI) guiado por pared, que se utilizó en los automóviles Lupo de combustible medio. el consumo cada 100 km es de sólo 4,9 litros, lo que lo convierte en el primer automóvil con motor de gasolina de 5 litros del mundo; en 2004, Audi comenzó a lanzar al mercado su motor de gasolina sobrealimentado de inyección directa estratificada 2.0T-FSI. 3 Sistema de encendido por compresión de mezcla homogénea (HCCI) Sistema de encendido por compresión de mezcla homogénea (HCCI) El HCCI es un nuevo modo de combustión basado en motores de gasolina alternativos. En pocas palabras, es un método de encendido por compresión de los motores de gasolina. Esta tecnología se propuso y probó a principios de la década de 1990, pero la tecnología de control electrónico no estaba tan madura como lo es ahora, por lo que el público no conocía esta tecnología hasta ahora. Ya en la década de 1930, la gente reconoció que el modo de combustión de autoignición por compresión de mezcla homogénea existe en los motores de gasolina, pero siempre se ha considerado un fenómeno de combustión anormal y se ha suprimido. La aplicación real y consciente de la combustión HCCI en motores de dos tiempos comenzó en 1979 con la investigación de On-ishi y Nouchi. En los últimos años, Aoyam et al. han estudiado métodos de control de combustión de HCCI para gasolina y combustibles alternativos, y Mase et al. han estudiado métodos de control de combustión de HCCI de diésel.

Estos trabajos profundizaron la comprensión de la combustión de HCCI y proporcionaron experiencia para el control de la combustión de HCCI. La estructura técnica de los motores equipados con tecnología HCCI es más compleja que la de los motores normales. Cuando la carrera de compresión del motor de gasolina está a punto de finalizar, la gasolina se inyecta en el cilindro a través de la boquilla de inyección directa. La relación de compresión de los motores HCCI es. más alto que el de los motores de gasolina ordinarios, y se puede usar una mezcla bastante fina, por lo que el par se puede ajustar directamente ajustando la cantidad de inyección de combustible de acuerdo con el método de ajuste metamórfico, sin la necesidad de una válvula de mariposa. La temperatura de combustión del motor HCCI es baja y la transferencia de calor a la pared de la cámara de combustión es muy baja, lo que puede reducir la transferencia de calor radiante y reducir significativamente la formación de óxidos de nitrógeno. Otra característica es que el periodo de combustión es muy corto. Debido a que el proceso de combustión está dominado principalmente por reacciones químicas en lugar de procesos de mezcla, el ciclo de combustión puede ser más corto que el de los motores diésel tradicionales. Y el octanaje del combustible que utiliza permite una amplia gama de variaciones. Se pueden utilizar combustibles con índices de octanaje más altos, como gasolina, gas natural y éter dimetílico, como combustible principal, o se pueden mezclar y quemar una variedad de combustibles. El ajuste de la proporción de combustible de alto octanaje y combustible de bajo octanaje también se puede utilizar como método para controlar el punto de inicio de la combustión y el rango de carga en la combustión HCCI. Sin embargo, los motores equipados con tecnología HCCI también tienen deficiencias obvias. Por ejemplo, en el control del tiempo de combustión, los motores HCCI dependen de la presión y la temperatura del cilindro para encenderse espontáneamente. Todas las funciones del cilindro deben detectarse y controlarse con precisión, por lo que el programa de gestión de la ECU del motor también debe reforzarse en consecuencia. Debido al encendido por compresión simultáneo y la liberación de calor del HCCI, el cilindro y el pistón estarán sujetos a una fuerte presión en un instante, lo que puede causar detonaciones. Además, la baja temperatura del escape también es un problema para el convertidor catalítico, porque requiere un temperatura muy alta para iniciar la reacción de oxidación/reducción. La investigación de China sobre sistemas de combustión pobre comenzó a finales de la década de 1950 y principios de la de 1960. Sin embargo, debido al atraso de la tecnología de control electrónico de China, este sistema solo permanece en la etapa de investigación teórica. A principios de la década de 1980, la tecnología de chorro de motor de gasolina de la Universidad de Tianjin se aplicó por primera vez a motores de gasolina de tipo carburador. Sin embargo, esta tecnología sólo podía controlar la relación aire-combustible hasta un máximo de 18,5 debido a los altos requisitos de precisión de fundición. , esta tecnología no se utilizó ampliamente en China. Es difícil promoverla. En la actualidad, el motor Volkswagen FSI importado es el único motor GDI producido en masa en mi país. La tecnología de inyección directa en el cilindro es una prueba estricta de la calidad de la gasolina. Es por esta razón que Volkswagen canceló la tecnología de combustión estratificada en los motores FSI de China y solo conservó el modo de combustión uniforme. Empresas e instituciones de investigación nacionales y extranjeras también están desarrollando y diseñando activamente nuevos motores de inyección directa. Por ejemplo, AVL está desarrollando una nueva generación de tecnología de motores de inyección directa estratificada de mezcla pobre basada en sistemas de encendido por láser y guía de inyección. En la actualidad, empresas automotrices nacionales como FAW Group, Brilliance, Chery, Changan y Geely se están asociando con universidades para desarrollar motores GDI que combinan mezclas teóricas de relaciones aire-combustible o múltiples modos de combustión. El motor tiene la economía de un motor diésel y mantiene las características de un motor de gasolina. El GDI tiene ventajas significativas sobre el motor PFI técnicamente maduro. Sin embargo, problemas como las emisiones y la estabilidad de la combustión limitan por completo su aplicación universal. reemplazar la tecnología PFI Existen algunos desafíos técnicos como el control de emisiones, el control de combustión estable, la economía de combustible, el rendimiento y la confiabilidad, y la complejidad del control.

Proyecto de graduación (Tesis) Informe de propuesta Referencias 1 2 Traducido por Gu Rulong. Desarrollo de un motor de gasolina de combustión pobre con válvulas y bajo consumo de combustible, 1995 (1) Motor Lu Zhanhua y su tecnología de optimización de combustión pobre. Motor diésel · Motor diésel, 2003, (6): 36-41. 3 Wang Yanjun, Wang Jianxin, Suto Toshio, et al. Nuevos avances en la investigación de combustión pobre de motores de gasolina: desde GDI hasta hcci. (8): 1-5. 4 Jiang Jian, Gao Xiyan. Investigación y aplicación de la tecnología de inyección directa en cilindros de gasolina, 2003, (5): 39-44. Junwei, et al. Nuevos avances en la investigación y el desarrollo de motores de encendido por compresión homogénea. Motor de vehículo, 2007(3):1-7. 6 Gao Zongying, Yuan Yinnan, Liu Shengji, etc. · Inyección directa en el cilindro: el desarrollo. dirección de los futuros motores de gasolina para automóviles · Motores de combustión interna extranjeros, 2000, (1): 24-36. 7 Ai Shouli, Du Chuanjin, Yan Fuwu, Hou Xianjun. Medidas técnicas para lograr una combustión pobre en motores de vehículos para automóviles, 2004.6. (154): 1~4. 8 Xie Maozhao. Un nuevo concepto de motor de combustión interna, basado en tecnología de combustión de medios porosos. Ciencia y tecnología térmicas, 2003.9 (2): 189~194. de la tecnología de combustión pobre de motores de gasolina, 2007-6: 46 ~ 55. 10 Sun Qing, Qin Songtao, Zhang Yong. Tecnología de combustión de encendido por compresión de mezcla homogénea (HCCI) de motores de combustión interna de Shandong, 2006.1 (91). ):14~17. Propuesta de proyecto de graduación (tesis) 2. Los problemas que se estudiarán o resolverán en este tema y los métodos de investigación (enfoques) que se adoptarán Preguntas de investigación: Preguntas de investigación: (1) Analizar el estado de desarrollo y la tendencia de desarrollo de la combustión ultra pobre en automóviles nacionales (2) Elaborar sobre; la combustión pobre en automóviles nacionales La importancia y el papel del desarrollo de la tecnología de motores en el desarrollo social y económico (3) Explicar la necesidad y la importancia de la investigación de tecnologías de combustión ultra pobre (4) Analizar los problemas existentes de varias tecnologías de combustión pobre; Métodos: Métodos de investigación: Bajo la guía de los profesores. A continuación, puede revisar materiales en línea y pedir prestados materiales de la biblioteca, analizar y pensar, aclarar sus ideas, escribir un resumen del trabajo y completarlo. Informe de propuesta de proyecto de graduación (tesis) Opinión del instructor: Opinión del instructor Instructor: 3 de diciembre de 2010 Opinión de revisión mayor: Responsable: 3 de diciembre de 2010