直线ISG/发动机系统台架构建及启动试验研究

依照直线ISG/发动机系统的设计思路,分别自主开发了直线发动机及直线ISG电机样机,并将两者耦合构建完成了一套直线ISG/发动机系统。同时,基于直线位移传感器测得的活塞瞬时位置开发了直线ISG/发动机控制系统,并利用开发的位置跟踪模式的启动力换向策略进行了系统启动试验。试验结果表明,开发的位置跟踪模式启动力换向控制策略可实现系统活塞组件的运动换向,且直线ISG/发动机系统在启动点火首行程着火成功,着火缸压为1.38 MPa;相对传统启动方式的直线发动机系统,直线ISG/发动机系统启动过程具有启动频率较高、改善首循环混合气加浓、燃烧缸压变动较小、启动平稳的特点。     

车用自由活塞膨胀机-直线发电机系统发电机性能研究

针对汽车余热回收系统中的自由活塞膨胀机-直线发电机系统对直线电机的应用需求,以适用于该系统的一款无铁心永磁同步直线电机为研究对象,通过电磁场理论分析电机模型,搭建ANSYS Maxwell二维瞬态场模块,分析了电机空载、负载工况的磁场特性和极弧系数、气隙长度等参数对电机推力性能的影响,并进行了参数优化以减小电机的推力波动。仿真结果表明:在相同结构参数下,极弧系数和气隙长度相互作用,可以有效降低电机的推力波动。     

氢燃料直喷压燃发动机的有效热效率潜力研究

通过零维和一维仿真耦合,来探究氢燃料直喷压燃发动机的最大热效率潜力。基于CHEMKIN软件建立氢均质混合气的压燃燃烧详细化学反应动力学模型,利用已有试验结果对模型的预测精度进行了验证。基于GT-Power软件建立发动机的一维流动和性能预测模型,通过GT-power和CHEMKIN耦合,实现对氢燃料直喷压燃发动机的燃烧预测和性能计算。利用GT-power进行试验设计和参数化计算,优化发动机的结构参数和效率。优化后的有效热效率达到51.38%,表明氢燃料直喷压燃发动机具有较大的热效率潜力。     

车用压燃式发动机可见污染物排放统计研究

本文研究了车用压燃式发动机全负荷稳定转速和自由加速试验可见污染物排放之间的关系。采用不透光仪对19种型号188台样机进行了可见污染物试验。在大量的试验数据基础上，用数学统计的方法，对试验数据进行线性回归、相关系数和方差分析来研究两种可见污染物之间的内在联系，获得了一些有意义的信息和结果。     

直线式增程器用直线ISG电机结构设计与优化

根据直线发动机的结构与性能和直线式增程器的起动与发电要求,设计了与该直线发动机相匹配的管状永磁三相直线ISG电机。利用电磁场有限元分析法研究了直线ISG电机的结构参数对其性能的影响,并通过多目标优化选取了直线ISG电机的最佳结构参数。结果表明:所设计的直线ISG电机满足性能要求,优化后输出功率提高了8.7%,空载感应电动势提高了12.1%,定位力标准差降低了94.6%,效率则基本维持不变。     

汽油／柴油混合燃料对压燃式发动机预混燃烧及排放的影响EI北大核心CSCD

对一台高压共轨增压中冷压燃式发动机燃用汽油/柴油混合燃料的预混合燃烧特性进行了试验研究,分析了汽油掺入比例、EGR以及喷油参数对发动机燃烧过程和排放的影响规律。结果表明:汽油/柴油混合燃料可有效延长燃烧过程的滞燃期,缩短燃烧持续期,有利于增大预混合燃烧量;提高汽油掺入比例,可有效拓展发动机实现预混压燃的负荷范围,能够在不引起NO_x增加的前提下显著降低排气烟度。采用汽油/柴油混合燃料配合EGR技术有利于同时降低NO_x及排气烟度,随着EGR的引入,NO_x排放呈线性下降趋势,且在低进气氧浓度条件下可实现较好的烟度排放。大负荷工况下,利用EGR和两段喷射协同控制策略,并合理匹配预喷参数,可在不降低热效率的情况下,进一步改善发动机的排放特性。     

浅析重型发动机排放测试标准

重型发动机一般是安装在商用车上和城市大客车上,这种车辆由于外形尺寸较大,不能在试验室转鼓上进行排放测试,采用在发动机台架上进行排放试验。GB17691-2005《车用压燃式发动机、气体燃料点燃式发动机与汽车排放污染物排放限值及测量方法》规定了装用压燃式发动机汽车及其压燃式发动机所排放的气态和颗粒污染物的排放限值及测量方法;以及装用以天然气（NG）或液化石油气（LPG）作为燃料的点燃式发动机汽车及其点燃式发动机所排放的气态污染物的排放限值及测量方法。     

汽油/柴油混合燃料对压燃式发动机预混燃烧及排放的影响

对一台高压共轨增压中冷压燃式发动机燃用汽油/柴油混合燃料的预混合燃烧特性进行了试验研究,分析了汽油掺入比例、EGR以及喷油参数对发动机燃烧过程和排放的影响规律。结果表明:汽油/柴油混合燃料可有效延长燃烧过程的滞燃期,缩短燃烧持续期,有利于增大预混合燃烧量;提高汽油掺入比例,可有效拓展发动机实现预混压燃的负荷范围,能够在不引起NO_x增加的前提下显著降低排气烟度。采用汽油/柴油混合燃料配合EGR技术有利于同时降低NO_x及排气烟度,随着EGR的引入,NO_x排放呈线性下降趋势,且在低进气氧浓度条件下可实现较好的烟度排放。大负荷工况下,利用EGR和两段喷射协同控制策略,并合理匹配预喷参数,可在不降低热效率的情况下,进一步改善发动机的排放特性。     

我国车用压燃式发动机排放水平及现状分析

通过分析中国汽车技术研究中心对国内发动机和汽车厂家压燃式发动机所做的排放检测报告的数据，研究了我国1999～2002年压燃式发动机总体排放特点，发现达到欧Ⅱ排放水平的发动机比达到欧Ⅰ水平的有很大改善，特别是CO和HC排放。通过对发动机各参数分析得出我国发动机技术是可以达到欧Ⅰ的，但要全面达到欧Ⅱ排放要求还需要进一步改进发动机技术和零部件技术。     

机动车排放检测中车辆信息录入对检测的影响

正在机动车废气排放检验时,被检验机动车的车辆信息在录入系统时必须要与该车在国家环保网备案的车辆信息是一致的,否则不仅会造成检测过程出现异常,还会造成对车辆检测结果的错误判定。因此,机动车在检验前的车辆信息录入,对其检测结果起着至关重要的作用。本文介绍了机动车排放检验时车辆信息的录入及重要性。1车用压燃式发动机和压燃式发动机汽车废气烟度检测1.1在用汽车自由加速试验(不透光烟度法)     

Free piston engine generator: Technology review and an experimental evaluation with hydrogen fuel

Free piston engine generators which utilize a free piston engine and a linear generator are under investigation by a number of research groups around the world. Free piston engines give power output in a more efficient way when compared to conventional crankshaft engines, because the former do not have a crank mechanism which brings about additional mechanical loss. However, for the reliable and stable operation of the free piston engine generators, it is required to have a viable control system to address the uncertainty of piston motion. In this paper, most of the successful free piston engine generator developments were reviewed and a recent experimental result on a prototype free piston system was also presented with regard to engine performance with different mixture preparation strategies.     

设计参数对液压自由活塞柴油机性能的影响分析

简要介绍了液压自由活塞柴油机的工作原理、动力学仿真模型,通过仿真计算和试验研究,详细分析了设计参数对该柴油机性能的影响规律,获得了影响液压自由活塞柴油机活塞运动规律的主要参数,为压缩比控制、活塞运动规律控制提供了参考依据,为所研制的液压自由活塞柴油机原理样机设计提供理论指导。     

基于柴油机考核工况的活塞高周疲劳寿命预测

针对柴油机台架耐久性试验规范规定的柴油机考核方法及工况,建立了多工况循环载荷作用下活塞高周疲劳寿命预测流程;采用Abaqus有限元分析软件建立活塞温度及应力计算模型,通过与试验数据对比进行模型标定,计算了各工况下活塞温度场及应力;采用Femfat软件考虑温度场及各种修正因素的影响对活塞单工况下高周疲劳寿命进行预测,采用双线性累积损伤准则对柴油机考核工况下活塞疲劳寿命进行预测。结果表明:采用双线性累积损伤准则可便捷地进行多工况周期性载荷下活塞高周疲劳寿命预测;活塞冷却油腔位置处寿命最低,但可满足柴油机考核使用要求。     

高强化柴油机活塞异型销孔结构设计与试验研究

针对高强化柴油机活塞,研究了网格数量和活塞销孔棱缘耦合应力的收敛性关系,进行了精确的活塞耦合应力计算;研究了异型销孔结构对活塞应力分布的影响规律;根据耦合应力计算结果,选定异型销孔位置和形状,设计双侧圆锥形异型销孔并进行耦合应力计算,与圆形销孔结构活塞对比可知,异型销孔结构可以大幅度降低销孔棱缘的应力集中,活塞的承载能力有所提高。利用活塞销孔疲劳试验机进行异型销孔活塞的疲劳试验,试验完成1.0×107个循环,活塞销孔表面接触良好,说明双侧圆锥形异型销孔的结构设计满足发动机可靠性要求。     

柴油机活塞拉缸实例分析和试验研究

针对某 4缸柴油机第 2缸出现的活塞拉缸事故 ,采用硬度塞法对其活塞温度场进行了实机测量 ,对活塞燃烧室底部烧穿的样品进行了金相分析。经分析表明 ,该型柴油机活塞的工作温度状态在标定功率下已达到了安全极限。最后从加强对活塞的冷却散热角度出发 ,提出了改进措施 ,并进行了实机试验     

基于直线发电/发动机组的新型混合动力系统

在自由活塞式直线发电/发动机组的基础上,构造一种新型混合动力系统,旨在进一步提高燃料效率。同时介绍了混合动力系统、自由活塞式直线发电/发动机组的工作原理、总体结构、性能特点以及这种新型混合动力系统的主要研究。     

斯特林发动机及其发展趋势探讨

分析了现有的内燃机汽车对环境的危害情况,指出斯特林发动机的外燃方式的良好的环保特性。简介了太阳能光热形式的斯特林发动机的历史,重点分析了两种典型的斯特林发动机的构造,简要分析了动态式和自由活塞式斯特林发动机的各自特点。针对斯特林发动机的特性,明确指出了其发展的潜在价值及其重要性,并对其发展趋势进行了探讨。     

柴油机活塞组耦合模型有限元分析

建立了活塞、活塞环、活塞销和缸套的耦合模型，采用接触对、设定接触热阻的方法对耦合模型进行了二维和三维瞬态温度场的分析。对采用接触模型和粘贴方式模型的分析结果做了比较。对活塞组的机械负荷及热负荷做了耦合场静态分析。     

Parametric study of a free piston linear alternator

This work presents the modeling and simulation of a novel free piston linear alternator. The modeling consists of two parts, a thermodynamic model and dynamic model, and these are combined and solved by matlab/simulink. The effects of various intake pressures, moving masses, ignition positions, and resistance loads are studied. The simulation results show that the free piston motion is different from that of the traditional internal combustion engine (ICE). The free piston accelerates and decelerates more quickly at the end of the stroke and additionally, the top dead center is free and changes accordingly with the studied parameters. Thus, a high compression ratio can be easily achieved.     

增压直喷汽油机配气相位确定方法的研究

针对增压直喷汽油机的特点,设计了配气相位的目标要求及确定方法,对常用工况进行了热力学分析,设计了满足目标要求的气门升程曲线,结合怠速稳定性和气门与活塞运动干涉的研究,确定了配气机构安装相位。试验表明,该分析方法在怠速时可实现怠速转速波动率有效下降,且在各转速工况实现VVT相位变化最大,避免气门与活塞的运动干涉。