气动汽车动力系统研究.pdf

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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

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