气动汽车动力系统研究.pdf

分类号IHl3Z 密级 UDC 编号 浙江大学 博士后研究工作报告 氢盈遗主边左墨绫盟窒 割 昱 工作完成日期：2QQ鱼生3目 提交报告日期：2QQ鱼生垒旦 浙江大学(浙江) 二00六年四月 摘要 气动汽车动力系统使用压缩空气做为动力源，利用车载气罐存储的压缩空气 的压力能膨胀转化为机械能驱动汽车行驶，是零排放的绿色汽车。但压缩空气的 储能密度较低，相对于汽油等燃料有较大的差距，因此对气动汽车动力系统进行 深入研究，尽可能提高系统的效率，延长一次充气后的续驶里程，是气动汽车最 终达到实用要求的重要保证。气动汽车动力系统是一个复杂的多环节系统，提高 系统的效率涉及多方面的问题。本站博士后的工作，在本人博士课题对于气动汽 车发动机探索性研究的基础上，通过对气动汽车动力系统的能效分析明晰系统能 耗的分布情况，并针对可更充分利用热能，更充分释放压缩空气能量的多级膨胀 气动发动机和混合动力气动发动机开展研究，同时对气动汽车在加气站快速充气 过程进行分析，研究加气站参数设置对加气过程的影响，为气动汽车实际应用做 好配套工作。 报告主要研究内容如下： 第一章：论述了研究课题的研究背景，以及与本课题研究相关的气动汽车动 力系统的国内外研究现状，并提出了本论文所要进行的主要研究工作。 第二章：通过应用热力学第一定律和第二定律对气动汽车动力系统进行的毋H 分析，建立了系统的绸分析模型，基于此模型的仿真计算结果与整车实验结果接 近，很好的描述了系统的炯损失情况，指明了提高系统效率需要改善提高的环节。 第三章：在掌握各关键参数对于气动发动机性能影响的基础上，开展了两级 膨胀试验气动发动机的设计、制造和实验研究工作。设计选用了基于现有内燃机 机体改造加工的方案，根据两级膨胀气动发动机的要求，分为缸盖和缸体两部分 进行了重新设计和改造，试制的样机在发动机台架上进行了实验，掌握了两级膨 胀气动发动机工作过程中的一些重要特性。 第四章：设计了内燃一气动共体式混合动力气动发动机，对其工作原理和特 点进行了说明，并应用热力学和燃烧动力学进行了分析，建立了该类型发动机的 数学模型，为其研究工作的进一步开展打下了基础。 第五章：结合变质量系统热力学和气体动力学理论对快速加气站加气过程进 行了数学建模，通过数值仿真方法计算得到加气过程的变化规律，并结合试验进 行进一步的分析，为加气站的设计提出了有益的参考。 关键词：气动汽车，动力系统，炯分析，两级膨胀气动发动机，混合动力气动 发动机，快速加气站 Ⅱ ABSTRACT air isusedas sourceofthe of Compressed energy power systemair-powered convertsthe ofthe airstoredinthe vehicle，which pressureeneqrgy compressed onboardcansintothemechanicaltodrivethevehicle．That is energy