高低压EGR对增压天然气发动机燃烧与排放的影响

通过台架试验对一台增压天然气发动机分别采用高压废气再循环(EGR)和高低压废气再循环系统时发动机的燃烧与排放特性进行了试验研究,并结合数值模拟方法对发动机的能量平衡进行了定量分析,探究不同EGR引入系统对天然气发动机经济性的影响.发动机台架试验结果表明:与高压EGR相比,发动机采用高低压EGR系统时,火焰发展期和快速燃烧期缩短,燃烧相位提前,缸内最高燃烧压力和最大瞬时放热率增加;HC和CO排放降低,NO x排放增加;燃气消耗率下降4.5％ ～9.3％.发动机能量平衡分析结果表明:发动机采用高低压EGR系统时摩擦损失增加,泵气损失、传热损失和排气能量损失减少,其中,排气能量损失的减少幅度最大.     

通过排气道形状最佳化提高高增压四冲程柴油机的效率

改进高增压四冲程柴油机排气道的设计,为进一步提高发动机的经济性提供了一个切实可行的方法。已经证明,随着增压度的提高,减小排气损失越来越显得重要。将缸盖内的排气道设计为扩压形,可使发动机的油耗降低,在试验的单缸发动机上,油耗降低量达3.5％。由于本试验是在等压增压的边界条件下进行的,故其结果亦可适用于以同样的增压系统工作的多缸发动机。     

基于增益功率燃油系数的HEV能量管理策略

为了优化等效燃油最小能量管理策略的节油效果，以适用于工程批量应用为导向，制定基于增益功率燃油系数的混合动力汽车(HEV)能量管理策略。基于瞬时优化原理，提出基于增益功率燃油系数的工作模式决策机制，根据电机发电或电动引起的发动机功率与燃油消耗率的变化关系，分别给出电机充电和放电模式下增益功率燃油系数的计算方法。考虑发动机扭矩瞬态快速变化对油耗的影响和电机及电池包充放电效率特性，提出发动机高效区域扭矩滞回控制方法，建立基于增益功率燃油系数的能量管理策略算法架构。基于MATLAB/Simulink搭建控制策略软件模型，通过转鼓试验台进行实车试验验证。研究结果表明：相对于等效燃油最小能量管理策略，基于增益功率燃油系数的能量管理策略提升了节油率和舒适性，在全球轻型汽车测试循环(WLTC)工况下的百公里油耗降低了约4.8%，发动机的启停次数降低了约53%；相对于有效燃油消耗率(BSFC)最优工作点控制方法，发动机高效区域滞回控制方法降低百公里油耗约1.8%；与采用基于动态规划的全局优化能量管理策略的仿真结果对比，在不能提前预知工况的条件下，制定的能量管理策略在WLTC工况与新标欧洲测试循环(NEDC)工况下的油耗与理论最优值差距均较小。     

基于高斯过程回归模型的发动机性能预测

基于1.5L汽油增压发动机的VVT标定试验,对进排气VVT角度采用拉丁超立方抽样建立试验样本,并构建高斯过程回归模型,通过试验数据分别训练扭矩回归模型和油耗回归模型,使用训练后的回归模型预测发动机扭矩、比油耗.通过与发动机万有特性测试数据对比,结果表明:在发动机扭矩大于25N.m的区域,油耗回归模型的预测值偏差小于5％...     

排气背压对有无EGR重型柴油机油耗的影响

为了研究排气背压对有无废气再循环(EGR,Exhaust Gas Recirculation)重型柴油机油耗及排温等性能的影响,选取了1540r/min和320N.m的稳态工况分别对有EGR和无EGR的发动机进行了变排气背压试验。试验结果表明:排气背压每增加1kPa,无EGR的发动机油耗率增加0.49g/kWh;有EGR的发动机油耗率增加1.43g/kWh;排气背压对有EGR发动机的油耗率更敏感;低背压时,有EGR发动机的油耗率低于无EGR发动机,高背压时,有EGR发动机高于无EGR发动机。研究结果为重型柴油机排气系统结构设计和布置提供了理论指导。     

中重型商用车发动机进排气系统的测试与匹配性研究

利用计算机作为通信和指令控制的上位机,组建了一套进排气系统多点压力、温度的自动采集和记录测试系统。使用该测试系统,对不同类型的发动机进排气组件进行了匹配性研究,经过系统的压力、温度对比试验,针对具体一款发动机找到最佳的进排气组件,有效地改善了发动机的经济性、动力性和排放性能。同时该测试方法作为一种技术手段为发动机匹配性的设计与优化提供了客观、量化的试验数据。     

某车排气系统性能的数值模拟及优化研究

为提高某车发动机排气系统的消声量,建立该排气系统的有限元模型,采用三维有限元方法对该排气系统进行声学性能仿真分析,绘制传递损失曲线,发现该排气系统在试验测得的排气噪声频谱能量较高的频段消声量较小,消声性能有待改善.运用流体动力学计算软件fluent对排气系统的流场特性进行分析预测,获得压力损失预测值,以及内部流场的流速...     

基于近似极小值原理的插电式混合动力汽车实时控制策略研究

将发动机的瞬时油耗拟合成由一次函数和二次函数组成的分段函数,将电池瞬时等效油耗拟合成由两个二次函数组成的分段函数,在此基础上,通过对Hamilton函数的分析,并根据凸函数的性质提出了通过缩小最优控制变量搜索空间来缩短寻优时间的近似极小值原理控制策略,然后选取一段随机工况分别对此控制策略进行仿真和整车道路试验,并分别对基于规则的CD-CS模式控制策略和基于近似极小值原理的控制策略进行整车对比道路试验。仿真和整车道路试验结果表明,本文中提出的基于近似极小值原理的控制策略实时性好,能应用于车辆实时能量管理控制,且具有良好的燃油经济性,与基于规则的CD-CS模式控制策略相比,整车等效燃油消耗约降低23%。     

基于一维、三维耦合分析的歧管式催化转化器结构优化

通过所建立的一维发动机进排气系统CFD模型和三维排气歧管CFD模型,得到了各工况下排气歧管压力损失等数据和排气歧管瞬态流场分布等数据.采用一维、三维耦合方法对某型号歧管式催化转化器进行了结构优化,并通过评价试验分别对原模型及优化后模型进行了性能检测.结果表明,优化后模型的背压降低,压力波动范围变小,压力损失也比较小,改善了内部流场情况,提高了发动机性能.     

集成排气歧管GDI发动机热平衡试验研究

本文中研究了不同的发动机台架热平衡试验方案和试验条件对集成排气歧管缸内直喷(GDI)汽油机热平衡性能试验结果的影响。结果表明:与传统发动机台架热平衡试验方法相比,基于实车散热器、冷却和进排气管路以及附件的台架热平衡试验方案,可降低管路变化造成的系统流动阻力增大、管路传热损失增加、冷却液流量不可控、发动机进出口冷却液温差过小等对热平衡试验不利的因素影响,试验结果更接近实车状态;中冷后进气温度、冷却液温度和开关冷却风机等对热平衡测试结果均有显著的影响;集成排气歧管式发动机的排气歧管内置在缸盖内导致发动机冷却水套的散热量明显增大,冷却系统也必须提供更大的冷却能力才能满足发动机的热平衡需要。     

基于发动机在环的重型车PEMS测试方法研究

为了重型车PEMS测试排放结果满足国六法规要求,文章基于发动机在环系统对重型车PEMS试验方法进行研究。通过对驾驶员模型换挡策略的研究使VSM模拟工况与实际道路PEMS工况分布一致。经过对试验结果对比分析,发动机在环测试系统油耗及排放水平能达到与实际道路试验相近的测试结果。发动机在环平台可以实现PEMS循环重复性测试,减少实车测试次数和风险,缩短整车正向开发周期。     

汽车瞬时油耗检测方法与试验分析

设计了以AT89S8252单片机为核心的汽车瞬时油耗检测系统,该系统利用汽车喷油器脉冲宽度信号和车速传感器信号检测瞬时燃油消耗量,并具有瞬时油耗和百公里油耗实时显示功能.测试结果表明,该检测方法简单,检测数据相对误差小于15％;信号读取无滞后,系统动态特性好,与其它油耗仪相比具有体积小、成本低、操作和维修方便等优点.     

低散热柴油机的前途和面临的课题

低散热柴油机取消了传统的液体冷却系统,将传到冷却介质中的能量损失转换成曲轴输出功,以降低发动机的油耗。但节省的大部分冷却能量并不能直接增加输出功,而是传递到了排气之中,因而排气能量的回收成了一个现实的课题。低散热发动机燃烧温度较高,使NOx排放增加;气缸绝热只影响对流热损失的问题仍存在着争议;对流热损失的循环情况,灼热碳粒的幅射,气缸绝热引起的高温需要对润滑改进等问题都值得注意。同时必须处理好脆性陶瓷损坏的概率特性,确定采用整体陶瓷还是陶瓷涂层更适合于气缸的绝热。本文就上述方面论述了低散热发动机的发展前景和面临的课题。     

发动机管理系统在505SX型车上的应用研究

以油耗较高的标致505SX型车为研究对象,在其XN1A发动机上应用发动机管理系统开展了降低油耗与排放的研究工作.通过发动机管理系统选型、发动机台架标定试验、整车标定试验等研究工作,开发了XN1A发动机燃油喷射电控系统与电控点火系统,并进行了发动机外特性及万有特性的测试.试验结果表明,该发动机管理系统能使发动机及整车燃油消耗明显降低,其动力性优于原化油器式发动机,排放性能也有所改善.     

基于稳态条件的排气系统背压预测计算研究

文章以发动机开发中对排气系统背压的边界需求为背景,在对排气系统背压机理以及工程应用实际情况进行分析的基础上,提出了基于已知稳态条件下对排气系统未知输入条件的快速背压预测计算方法。采用稳态热流试验台架对3款发动机排气系统进行背压测试,得到实际测试数据。随机选取输入条件,并使用背压预测计算公式进行了恒温变流量及变温变流量背压计算,计算结果与试验结果吻合良好,为工程开发提供了一种高效、高准确性的快速背压预测计算方法。     

基于多因素神经网络模型的柴油机NO_x排放预测及试验研究

以发动机转速、进气量、循环油量、发动机出水温度、中冷后进气温度、进气湿度、排气背压、柴油温度作为输入,NO_x排放质量流量为输出,优化隐层节点和迭代次数,并经过样本训练,构建了NO_x排放预测模型。结合台架试验数据,验证了模型的泛化能力,其预测值与试验值间误差小于1.5%。在此基础上,利用模型进一步分析了试验因素的重要度和试验控制性。结果表明:发动机转速、循环油耗、中冷后进气温度、排气背压对柴油机NO_x排放的影响相对较高;进气湿度控制范围过宽,对NO_x排放测试结果影响高于其他因素。     

基于温耗比的重型柴油发动机排气热管理试验研究

对缸内燃烧喷射参数、进气节流阀和电控放气阀提升排气温度的规律进行研究，提出温耗比的概念用于表征经济性和排气温度提升效率，针对全球统一瞬态试验循环（WHTC）工况下冷态污染物排放量高的问题，通过分析提温幅度与加热时长的关系，优化了热管理控制策略。试验结果表明：优化后在油耗保持基本不变的前提下，冷态WHTC工况下的涡轮后平均排气温度提升了13℃，尿素喷射提前了63 s,NOx比排放量降低了32%;10%负载的车载排放检测系统（PEMS）测试中，在满足国家第六阶段污染物排放标准的基础上，涡轮后平均排气温度提升了17.8℃，台架PEMS试验油耗降低了3.7%。     

发动机瞬时转速测量方法及试验研究

针对发动机瞬时转速的测量方法及测试系统进行了研究.分析了几种数字式瞬时转速测量方法的精度和分辨率,以及每转信号脉冲数与测量精度的关系,并指出现有瞬时转速测量方法的不足.在此基础上提出了瞬时转速测试分段优化方案,并设计了模拟试验系统.通过试验表明,所提出的测试方案及测试系统能够满足测试精度及实时性要求.     

废气再循环降低增压柴油机排放的试验研究

对废气再循环（EGR）系统降低CA498Z柴油机排放进行了试验研究，介绍了试验设备和试验方法。试验结果表明，EGR系统能显著降低发动机NOx的排放量，在高负荷时尤为明显；但高负荷时应用EGR系统会引起动力性下降、油耗上升、排气烟度增大；在发动机各工况点下选择最佳的EGR率，可在对发动机其它性能影响很小的前提下，显著地降低发动机的NOx排放。     

进气节流对柴油机性能影响的试验研究EI北大核心CSCD

针对柴油机排气SCR后处理装置在排气温度较低时性能不佳问题,在WP10柴油机进气系统上设置了进气节流阀,进行了进气节流对柴油机排气温度、排放和油耗等影响的试验研究。结果表明:进气节流可明显提高柴油机小负荷时的排气温度,随着节流度的加大,在一定范围内不会引起发动机油耗和PM与NOx排放的明显增加,但当节流度超过一定范围,影响会明显增加,且转速越高,影响的幅度越大。