电控放气阀涡轮增压器在柴油机上的试验研究

在一台满足国六b阶段排放标准的柴油机上,开展电控放气阀涡轮增压器对发动机性能、排放影响的试验研究。试验验证表明:发动机匹配电控放气阀涡轮增压器在发动机中高转速工况对油耗有一定改善,在中低负荷工况能降低油耗、提高排气温度。通过电控放气阀开度特性优化并确定最优的控制参数,在WHTC循环SCR催化器平均温度从226℃提升到246℃,冷态WHTC循环NOx排放降低25%,冷热加权NOx排放降低8.6%。

不同驾驶行为电动车能耗特性

作为缓解能源危机和大气污染的有效措施,新能源汽车逐渐成为汽车工业的发展趋势,也是我国战略性新兴产业之一。为了缓解消费者的里程担忧,优化车辆设计和制造环节,实现路网交通体系的节能减排,有必要对电动汽车的能耗进行分析和评估。除了车辆自身参数等客观因素的影响外,电动汽车实际行驶过程中的能耗主要受到驾驶行为的影响,基于驾驶行为研究能耗有利于节能驾驶的推广。主要从驾驶行为的角度对纯电动汽车的能耗影响进行研究,试验车辆以标准驾驶行为、粗暴驾驶行为完成WLTC、CLTC试验循环,分析试验过程中的瞬时放电量,结合试验能耗数据,分析不同驾驶行为下电动车能耗特性。

电磁直线悬架主动控制研究

为了提高以直线电机为作动器的电磁直线悬架的动态特性,提出了一种由主环与内环构成的主动控制策略。其中,主环采用通过粒子群算法优化的LQG控制计算出理想主动控制力,内环采用基于空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术的直接推力控制策略跟踪理想主动控制力。建立了电磁悬架动力学模型及直线电机数学模型,并通过试验验证了直线电机数学模型的正确性。同时,为了降低传统直接推力控制中的磁链、电磁推力波动,采用磁链、电磁推力双闭环控制器替换滞环比较器,利用SVPWM模块代替开关选择模块。在此基础上,针对PI控制器鲁棒性差、精度低的缺点,设计了速度环滑模控制器以提高电机系统控制特性。最后对电机控制性能及悬架动态特性进行了仿真分析。结果表明:相较于无控制策略,所设计的主动控制策略使电磁直线悬架车身加速度、悬架动挠度及轮胎动载荷分别降低了21.8%、9.8%及17.6%,有效改善了悬架的动态特性。

基于回归分析的发动机HC排放预测模型

将回归分析方法用在一台经过改造的汽油/柴油双燃料发动机HC排放研究上。以1700r/min@60 N·m工况为例描述了试验设计、模型阶次选择、异常点去除、正态分布假设判断整个过程,获得了精度较高的HC排放模型,通过将试验结果和仿真分析结果进行对比验证了所建模型的正确性。

缸孔成型降低摩擦功贡献研究

缸孔成型是将缸孔设计成带型线的圆柱面,使其在工作状态下的热变形接近圆柱形,进而可以降低摩擦功,提高发动机的热效率。通过AVL公司多体动力学软件PR对自行设计的不同型线的缸孔进行仿真分析,对比摩擦功变化、同时兼顾漏气量及敲击能的变化情况,得到易于加工并能降低摩擦功的缸孔型线,优化后的带型线缸孔较无型线缸孔的原方案降低摩擦功约21%。

汽油机冷机间歇性抖动问题的研究

汽油机冷起动后,催化器需快速达到较高温度,才能具有一定的转化效率。此阶段的控制策略往往是通过提高转速、减小点火提前角、加浓混合气等手段使排气温度迅速升高,但会影响到NVH性能和驾驶性。针对某汽油机催化器加热阶段严重的抖动问题,首先通过对源头和传递路径进行分析和排查,确认起燃阶段燃烧稳定性差是引起抖动的根本原因;然后对相关硬件进行排查,对多组控制参数下的座椅振动、燃烧稳定性进行扫描试验以及对排放进行摸底试验,寻求出一套排放和NVH性能均达标的控制参数;最后通过调整挡位转速控制策略,解决起步阶段突兀的驾驶性问题,使该汽油车型冷机怠速工况各性能指标均达标。

DPF碳载量对重型车PN排放影响研究

从DPF碳载量为0%时开始,直至DPF碳载量为100%,达到后处理再生状态结束共进行了8次PEMS试验。研究DPF碳载量对PN比排放的影响,根据瞬时车速和瞬时机动车比功率等参数对瞬态数据划分Bin网格,计算每次试验各个Bin的PN平均排放浓度和DPF平均温度的关系。试验结果表明,除最后一次发生再生的PEMS测试外,随着DPF碳载量的增大,PN比排放呈现先升高再降低的趋势;随着碳载量升高,Bin0、Bin1、Bin12以及Bin22等区间内每次试验的PN排放浓度相差不多。Bin13区间内的PN排放会随着碳载量的升高整体呈升高趋势。Bin23和Bin33区间内,PEMS试验的PN排放会随着碳载量的升高整体呈降低趋势。

甲醇燃料发动机专用润滑油理化性能指标研究

为了验证纯甲醇燃料发动机专用润滑油和甲醇-柴油混合燃料发动机专用润滑油的性能,开展了甲醇燃料发动机行车试验,分析了润滑油的运动粘度、碱值、磨损元素、污染元素及水分等理化性能指标。结果表明,与普通汽油发动机润滑油和普通柴油发动机润滑油相比,纯甲醇燃料发动机专用润滑油和甲醇-柴油混合燃料发动机专用润滑油均具有更好的粘温性、碱值保持性、抗磨损性和抗乳化性,可以解决甲醇燃料发动机使用过程中存在的油泥、老化、磨损异常、乳化等问题。

加装谐振腔的巴哈赛车进气系统设计

为了提高赛车发动机的充气效率,进而提高发动机的性能,同时兼顾安全性,对小型越野巴哈赛车的进气系统进行了设计。首先依据波动效应计算进气管直径和长度;再依据发动机原机参数在GT-Power仿真软件中建立发动机原机模型,增设谐振腔,依据谐振腔对发动机有效功率的影响,选择出最佳谐振腔直径;最后设计进气口防水部件,使赛车具备较好的防水性能,以面对越野赛道恶劣的环境。

APU控制参数多策略融合粒子群算法寻优

为使辅助动力单元(APU)在工作点切换过程中的动态性能更优,提出了一种多策略融合粒子群算法优化模糊PID的控制参数。该算法对粒子群算法的常规迭代过程引入概率可调的干扰策略、混沌搜索策略、惯性权重自适应和学习因子线性调节策略,使其更适合优化维度多达187个的模糊PID控制参数。针对该算法中关键的增强全局搜索能力p和增强局部搜索能力pp两个参数的取值进行研究,搭建了APU仿真模型。仿真结果表明:多策略融合粒子群算法优化后的模糊PID控制参数相较于经典PID在转速变化、转矩变化和节气门开度变化的动态性能上均有较大的提升。

某新型发动机气缸磨损分析及优化设计

某新型高强化发动机在设计开发过程中出现曲轴箱压力异常升高、窜气量大的问题。经故障再现和分析,确认故障原因为气缸局部异常磨损。通过成分检测、性能测试、热机耦合CAE对比分析,确定根本原因为气缸在高的热负荷、恶劣的润滑条件下承受复杂作用力而出现“抛光”现象。基于根本原因提出了优化设计方案,耐久试验结果表明,优化后的气缸状态良好,再未出现气缸“抛光”的问题。

《小型内燃机与车辆技术》编辑部召开编委会换届大会

2023年11月10日,《小型内燃机与车辆技术》编辑部编委会换届大会在天津梅江中心皇冠假日酒店第5会议室举行。中国科技大学党委书记舒歌群教授、天津大学副校长王天友教授、天津内燃机研究所党委书记杨志永教授、所长祖炳锋研究员、张立鹏副所长,第十届编委会委员代表,第十一届编委会委员、特邀委员代表参会。会议由天津内燃机研究所党委书记杨志永教授主持。

《小型内燃机与车辆技术》编辑部召开编委会换届大会

2023年11月10日,《小型内燃机与车辆技术》编辑部编委会换届大会在天津梅江中心皇冠假日酒店第5会议室举行。中国科技大学党委书记舒歌群教授、天津大学副校长王天友教授、天津内燃机研究所党委书记杨志永教授、所长祖炳锋研究员、张立鹏副所长。

基于降低摩擦功耗的活塞型线优化设计

混合动力汽车对发动机提出高热效率需求,而降低摩擦功耗为提高发动机热效率的有效措施。活塞连杆系统摩擦损耗占整个发动机摩擦损耗的40%~60%,活塞裙部良好的型线设计,可使活塞与缸套间具有合适的油膜间隙,从而产生最佳的流体动力润滑效果,降低活塞摩擦功耗,提高内燃机的热效率。针对某混合动力用高效发动机活塞进行设计优化,使活塞平均磨损载荷降低56.4%,并通过耐久试验验证。

高原环境下修正的道路阻力对轻型汽车排放及油耗影响研究

根据GB/T 19233-2020标准中推荐的高原阻力修正方法,将轻型汽车平原环境下的道路阻力系数修正为海拔1900 m的高原环境下的道路阻力系数。在平原道路阻力和修正后的高原道路阻力下对车辆排放和油耗进行了测试。结果表明,相比于平原道路阻力,在修正后的高原道路阻力下,NO_(x)排放升高了8.5%,THC排放下降了20.1%,CO排放下降了26.6%,PN排放下降了14.3%,油耗下降了10.7%。可知,高原条件对车辆排放及油耗影响比较明显。

电动汽车续驶里程影响因素分析

电动汽车因操作便捷、噪声低、节能环保等特点,已成为人们出行的首选交通工具之一。续驶里程作为电动汽车的关键性能之一,广受关注。分析了影响续驶里程的能量流向,然后以能量流向为基础,分析了电动汽车的整车参数、动力电池、电机及其控制器系统、制动能量回收等因素对续驶里程的影响,展望了未来电动汽车续驶里程增加的方向。

DOC和金属DPF对柴油机排气中碳烟纳观结构特性的影响

开展了柴油机氧化催化器(DOC)和金属DPF对柴油机排气中碳烟纳观结构特性的影响研究。结果表明:原机排气中碳烟平均微晶长度(L_(p))随负荷的增加而增大,随转速的升高而减小;平均微晶层间距(D_(p))和平均微晶曲率(T_(p))的变化规律与L_(p)相反。经过DOC处理后,L_(p)增大,D_(p)和T_(p)减小;而它们的变化幅度均随负荷的增大而增大,随转速的升高而减小。金属DPF对碳烟3个纳观结构特性参数的影响均不大。原机排气中碳烟的L_(p)、D_(p)和T_(p)均与碳烟氧化反应表观活化能(E_(a))具有密切的相关性,其中,T_(p)与E_(a)的决定系数最大;经过DOC处理后,L_(p)、D_(p)和T_(p)与E_(a)的决定系数均略有增加。

发动机多目标优化的正交模糊神经网络方法研究

提出了一种基于正交优化方法、模糊函数和神经网络辨识系统三者相结合的多目标优化新方法-OFNN法(Orthogonal Fuzzy Neural Network)。该方法综合了正交优化能够以最少的试验次数,达到与全面的试验等效结果的特性、模糊理论建立评判准则的特性以及神经网络自学习的智能特性,最终通过有限次数的仿真试验和模糊神经网络的自学习诊断,对发动机的油耗,NOx、碳烟和爆发压力找到了多目标优化合理的解决方案,该方法为多目标优化提供了一种新思路。

正时链条张紧器低速敲击噪声降低方法的研究

介绍了发动机正时链条张紧器的工作原理及其在低速时产生敲击噪声的机理,对3款机型正时链条张紧器低速敲击噪声降低方法进行了研究。结果表明:减少机油泄出量增大正时链条张紧器阻尼力、增大正时链条张紧器单向阀进油量和增设低压储油腔、增大主油道机油压力,均可有效降低正时链条张紧器低速敲击噪声;增大正时链条张紧器柱塞弹簧力,可有效降低发动机起动时正时链条张紧器敲击噪声。

关于发动机搭载整车道路耐久试验的研究

道路耐久试验是车辆上市之前对车辆各系统进行确认的重要手段。发动机作为整车的重要子部件,关注发动机在整车耐久试验过程中的表现,是各个发动机企业识别潜在风险的重要手段。研究发动机搭载整车道路耐久试验过程中的质量控制程序,建立科学的试验流程、关键参数数据库是非常有意义的。