商用车传动系统阻力试验分析及应用

针对汽车传动阻力会造成能量损失及影响油耗的问题,以商用车前置后驱车型为对象,利用四驱动力总成台架对汽车5处传动系部件阻力进行试验研究,探索各部件的阻力规律。试验结果表明,驱动桥对传动系阻力影响的占比最大。对比不同型号润滑油和不同油温下的驱动桥阻力发现,驱动桥阻力与润滑油温度的相关性很大。

基于静态安全系数的飞轮静强度分析方法

发动机飞轮在高转速运行工况下需承受很大的旋转惯性力,有开裂失效的风险。为减少项目开发费用,在设计冻结前需要通过仿真手段来评估其是否能满足试验要求。传统仿真分析方法经常会出现仿真结果不满足静强度设计要求,但能通过试验的情况。因此,利用相对应力梯度对材料许用应力有修正作用的原理,提出基于静态安全系数的飞轮静强度分析方法。结果表明:该方法的分析结果与试验结果相吻合,避免了结构的过设计,可起到对飞轮减重降本的作用。

基于自适应同步的锂离子电池RC模型混沌系统参数辨识方法的研究

由于锂电池具有复杂的非线性特性以及其一阶RC(resistance-capacitance circuits)等效电路模型参数具有慢时变特点,参数在线辨识存在准确率低、实时性差等问题。将忆阻器及电感器、电容器等电子元器件作为负载,与一阶RC等效电路模型构建混沌系统,然后采用自适应同步控制方法构建控制器实现混沌系统的同步控制,同时构建混沌系统参数辨识的自适应控制规律实现一阶RC等效电路混沌系统参数R_(0)、R_(1)、C_(1)的实时在线辨识。试验仿真结果显示,提出的一阶RC等效电路混沌系统参数辨识方法具有快速收敛性及高精确性。

喷嘴几何参数对渐缩形喷孔喷嘴流动特性影响研究

利用混合多相流空穴模型,进行了渐缩形喷孔喷嘴内三维气液两相流数值模拟,详细研究了喷孔几何参数对其内部流动特性的影响规律,并与圆柱形喷孔喷嘴进行了对比分析。结果表明,在一定变化范围内,喷孔直径、喷孔轴线与针阀轴线夹角(喷孔倾角)及喷孔入口圆角半径,对渐缩形喷孔喷嘴内的空化效应、喷孔出口平均流速、流量系数及喷孔质量流量的影响呈现出其对圆柱形喷孔喷嘴相似的影响规律;但相同条件下,当喷孔入口直径相同时,渐缩形喷孔喷嘴内的空化效应要弱于圆柱形喷孔喷嘴,喷孔出口平均流速和流量系数要高于圆柱形喷孔喷嘴,喷嘴质量流量要低于圆柱形喷孔喷嘴。

基于有限元的发动机后吊钩拓扑优化设计研究

拓扑优化因其对结构尺寸和形状优化效果较强而被广泛应用在各行业零部件的优化中,本文首先介绍了优化设计的概述及拓扑优化的主要应用对象、数学模型及其求解方法,然后以发动机中后吊钩结构件为例,详细介绍了利用Solidthinking Inspire进行拓扑优化的操作流程,最后本文通过与一个由设计工程师根据经验优化的后吊钩进行对比分析,得出利用solid Thinking Inspire软件优化设计的方法不受设计经验的限制,在优化设计中考虑了真实边界条件和载荷条件,优化后的结果既能满足零件的功能性需要,又能满足零件的可靠性需求。

基于CFD的喷嘴结构参数对各孔内部流动特性影响研究

采用经试验验证的三维气液两相流空穴模型,以各孔非均布的多孔柴油机喷油器为依托,详细研究喷孔结构参数对各孔内部流动特性的影响及其影响规律。结果表明:随着喷孔入口导圆半径的增加,各孔内的空化效应逐渐减弱,但各孔出口平均流速、质量流量和流量系数均逐渐提高;喷孔长度的增加对各孔内的空化效应具有一定的抑制作用,同时,各孔出口的平均流速、质量流量和流量系数逐渐降低;随着喷孔直径的增加,各孔内的空化效应逐渐增强,质量流量逐渐提高,但流量系数的变化并不是很明显。

喷孔形状对柴油机性能影响的试验研究

以一台2.5L柴油机为依托,在发动机性能试验台架上,对比研究了配备具有相同流量的渐缩形喷孔喷嘴和圆柱形喷孔喷嘴发动机经济性和排放性的差异。试验结果显示:在较高转速及较高负荷下,相比于圆柱形喷孔喷嘴,渐缩形喷孔喷嘴具有一定的油耗和Soot排放优势,但随着转速和负荷的降低,上述优势逐渐减弱;渐缩形喷孔喷嘴的Soot排放对EGR率变化的敏感度要弱于圆柱形喷孔喷嘴;不管是渐缩形喷孔喷嘴还是圆柱形喷孔喷嘴,随着EGR率的升高,NOx排放基本上均是呈线性降低的,但EGR率相同时,渐缩形喷孔喷嘴的NOx排放均是略高于圆柱形喷孔喷嘴的。该研究结果可为柴油机油嘴的匹配选型提供试验和理论指导。

国四轻卡柴油机满足WHTC排放限值的策略及实验研究

对某款排量为3L的国-IV轻卡柴油发动机满足WHTC排放的技术路线进行了台架试验研究。试验机配置有EGR-DOC-POC排放控制系统。针对WHTC的循环特性及排放限值的挑战,提出如下减少试验机WHTC排放的控制策略:1)优化各WHTC工况点的喷油提前角,EGR率,EGR响应及轨压以减少燃烧中NOx的生成;2)对高颗粒排放工况增加后喷,通过优化后喷参数使在主喷油期生成的大部分颗粒及其它不完全燃烧产物在缸内氧化;3)对加速工况设置烟度限制以减少加速时瞬态喷油量和缸内空气量的不同步性,使燃烧得以在较高的瞬态过量空气系数下进行,从而有效地抑制加速工况碳烟的生成。试验机在实施优化控制策略后,冷态和热态试验均满足WHTC排放的限值,冷热循环的加权平均后的颗粒排放仅为0.028 g/(k W·h),低于北京市和环保部的限值0.030g/(k W·h)。台架试验数据证明,提出的排放优化策略是可行及实用的。

发动机EGR率均匀分配研究及优化

为降低某发动机的综合排放,通过CAE耦合分析进气歧管及EGR管路的气体流场,了解发动机各缸EGR率均匀性,找出主要原因,并指导进气歧管系统的改进设计工作。优化方案B相比原方案A在EGR出口管路末端加了一个"稳流腔",废气进入该腔室后有一个缓冲、稳流的效果,通过壁面碰撞、反射,更有利于与进气混合地更均匀。通过优化后样件B相关试验验证,CAE预测值与实验值较吻合,且优化方案B,减小各缸EGR率的差异,改善发动机排放。

基于CFD的柴油机多孔喷油器各孔内部流动特性差异研究

采用混合多相流空穴模型,进行喷孔轴线与针阀轴线夹角各异的多孔喷油器喷嘴内三维气液两相流数值模拟,详细研究多孔喷油器各孔内部流动特性的差异及喷油压力和喷油背压对其影响规律。结果表明:对于喷孔轴线与针阀轴线夹角各异的多孔喷油器,相同喷射条件下,随着喷孔轴线与针阀轴线夹角的增大,喷孔内的空化效应逐渐增强,质量流量和流量系数逐渐降低;随着喷油压力的提高,各孔内的空化效应均逐渐增强,质量流量均逐渐升高,流量系数均逐渐降低;随着喷油背压的提高,各孔内的空化效应逐渐减弱,质量流量逐渐降低,但流量系数却逐渐提高。

轻卡重型柴油机满足国五排放的策略及技术应用

本文针对轻卡柴油发动机如何达成国-V排放技术路线进行了台架试验研究。试验机配置有DOC+SCR排放控制系统。针对国-V排放限值的挑战,本研究提出如下排放的应对策略:1)优化外特性,降低额定点转速可降低ESC排放点的颗粒排放的生成;2)进行硬件选型,对燃烧室,油嘴,增压器进行优化,降低颗粒排放;3)进行标定优化,对高颗粒排放工况增加后喷,通过优化后喷参数使在主喷油期生成的大部分颗粒及其它不完全燃烧产物在缸内氧化,对加速工况设置烟度限制以减少加速时瞬态喷油量和缸内空气量的不同步性,使燃烧得以在较高的瞬态过量空气系数下进行,从而有效地抑制加速工况碳烟的生成;4)进行后处理DOC选型,不同配方后处理对尾管排放影响较大,因此需要进行试验与分析得出成本与排放效果比较好的后处理。试验机在实施优化控制策略后,能够满足国五排放的限值。台架试验数据证明,本研究提出的排放优化策略是可行及实用的。