非道路用柴油机瞬态行为分析和试验循环开发

针对车辆在水泥路、石块路、起伏路、沼泽路行驶采集的柴油机道路载荷数据,对齿杆位移与扭矩进行转换,设计了表征原始载荷数据总体瞬态特征的7个参数,包括转速变化率、扭矩变化率、功率、功率变化率、转速和扭矩、转速和扭矩变化率、扭矩和转速变化率,划分区间计算相对发生率确定了总体特征.采用x2校验和移动筛选的方法,从原始数据中选取了代表每种路面形式瞬态特征的微历程,进一步工程调整微历程中的部分数据段,确定了表征总体瞬态特征的最佳微历程.最后对微历程按任务比例组合形成了适合柴油机的瞬态加载试验循环.     

车用汽油机瞬态排放特性的试验研究

文中对汽油机瞬态排放间接测量方法进行了探讨,通过对瞬态排放数据时延和幅值畸变进行修正,可得出较高精度的瞬态排放间接测量数据。针对汽油机冷起动工况、恒转矩增转速、恒转矩减转速等工况进行了排放测量。得出了相应工况的排放特性,并作了影响因素分析。     

基于曲轴段加速度的内燃机失火故障在线诊断

提出了一种基于曲轴转速波动的内燃机失火检测方法,它针对曲轴转速的瞬态变化规律,引入曲轴转速段加速度的概念,应用内燃机电控单元中微处理器的时间处理单元对其进行实时精确计算.为防止误判和漏检,还设定了进行失火诊断时应满足的条件.台架试验和实验车道路试验检测的结果表明,该失火诊断的方法与策略能实时精准地完成内燃机的失火故障诊断.     

凸轮轴疲劳及瞬态动力学特性研究

综合考虑轴承支承刚度、轴段摩擦状况、曲轴转速波动及缸内爆发压力的影响,建立某凸轮轴动力学模型。基于该模型进行凸轮轴三维瞬态动力学及疲劳安全分析,结果显示凸轮轴最大应力点出现在第1缸轴段的圆角位置,最小疲劳安全系数为3.094。将原瞬态动力学模型的计算结果与不考虑曲轴转速波动时的结果进行比较表明,转速波动的存在可以改变凸轮轴瞬态的动力学状态,在气门全开位置时最大应力点峰值普遍偏小且发动机基频第2阶次对该处应力幅值影响较大。     

VNT增压柴油机与整车速度瞬态响应的试验分析

对装有可变喷嘴涡轮增压器(VNT)的柴油机客车在高原地区与平原地区上的起动、起步加速、换挡加速及减速等变工况下瞬态特性进行了试验研究。对VNT的瞬时转速、发动机转速、汽车速度等参数进行了对比分析。研究结果表明,起动时,VNT转速滞后于发动机的转速;起步加速工况,VNT转速随发动机转速变化的瞬态响应快;换挡加速工况,VNT的转速随发动机转速增加而增加;减速工况,发动机转速下降,VNT转速呈现下降趋势。VNT的有效调节,控制了涡轮不超速,可以改善涡轮增压柴油机的瞬态特性,有利于整车变工况行驶性能的提高。     

基于阶次提取的车用电机振动快速计算方法

车用永磁同步电机运转时的工作转速范围较宽,分析电机全转速段的电磁振动的情况较为耗时和占用大量计算资源。本文采用多物理场耦合仿真计算少量转速工况的气隙磁密,通过阶次提取技术,将时域的瞬态电磁激励转换为角度域及频域的电磁激励。将稳态电磁激励施加到电机有限元模型定子齿面上,进行电机壳体表面法向振动响应求解,实现车用驱动电机全转速段壳体振动响应特征的快速计算,缩减了仿真时间和计算资源,仿真效率大大提升。     

旁通阀控制策略对增压汽油机瞬态响应性能的影响

针对带旁通阀的废气涡轮增压汽油机,采用试验和仿真相结合的方法建立基于GT‐Power的汽油机稳态模型。运用BP神经网络法建立燃烧模型,得到增压汽油机瞬态模型。采用PID控制对原机旁通阀控制策略进行优化,通过优化后的旁通阀控制策略对汽油机瞬态响应质量参数———平均有效压力、瞬态响应时间和增压器瞬态转速进行分析。结果表明：优化后的旁通阀控制策略可以在汽油机的中高速范围内显著地缩短发动机的瞬态响应时间,同时保证汽油机增压压力与增压器转速都处于安全范围之内。     

轻型柴油机起动过程瞬态喷油量控制策略研究

为一高压共轨轻型柴油机提出了基于目标转速变化规律的起动过程瞬态喷油量的控制策略和确定方法,并与定油量和油量MAP控制方式进行了对比。结果表明:油量MAP控制方式在起动过程中虽NOx排放低,过渡转速波动小,但平均燃烧效率较低,HC和CO排放高;而定油量控制方式平均燃烧效率较高,HC和CO排放低,但NOx和CO2排放高,且过渡转速波动大。新的控制策略可根据起动过程瞬态转速变化特性精确控制喷油量,使各瞬态燃烧效率高,有效降低CO2,HC,CO和NOx排放,且起动到怠速可实现圆滑过渡。     

汽油汽车瞬态排放的远程移动检测及分析

为了获知机动车瞬态排放特性,开发了汽车排放远程移动检测系统,可实现汽油汽车瞬态排放的移动检测和排放数据特征的远程传输;设置了改进ASM工况,可模拟城郊公交汽车在2个客运站之间运行的状况;采用实验方法研究了汽油汽车在改进ASM工况下的瞬态排放规律。在改进ASM工况下检测某Audi100汽油汽车的瞬态排放,结果表明,随汽油机平均转速的升高,排放量降低;在汽油汽车换挡过程中,排放量瞬时增加;排放信号滞后于汽油机转速信号。     

基于响应面模型的智能台架供风系统开发

为解决瞬态工况下,汽车主动进气格栅（AGS）开度及风扇转速实时调整,换热器进风量时刻改变,热管理测试台架风机无法实时为换热器提供精准瞬态供风这一问题,应用计算流体力学（CFD）仿真技术,分析了换热器进风量与车速、AGS开度及风扇转速之间的关系,并构建了数学模型,模型预测误差小于6.6%。将该模型置于CANOE设备中,与VN1640设备及风机系统连接,可实时采集车速、AGS开度及风扇转速CAN信号,计算换热器进风量,从而控制风机输出相应风量,实现了台架风机为换热器提供精准、实时供风这一目标。     

双舌形挡板变截面涡轮增压器与柴油机的匹配试验

将设计的双舌形挡板变截面涡轮增压器与 61 30ZQ柴油机进行了匹配试验。试验结果表明 ,与普通增压器相比 ,改善了柴油机的扭矩特性和低转速经济性 ,抑制了高速时的增压过量。     

增压中冷柴油机燃用F-T柴油的燃烧波动特性分析

为了分析柴油机燃用F-T柴油的燃烧波动特性,在增压中冷直喷柴油机上对燃用F-T柴油和0号柴油的中高转速和负荷工况进行了对比试验研究。研究表明:在同一工况下,与0号柴油相比,燃用F-T柴油的燃烧始点较早,燃烧压力峰值较低,压力波动幅值较小;对燃烧压力进行频谱分析可以看出,F-T柴油的燃烧压力波动一阶主频率小于0号柴油的主频率,两种燃料的一阶主频率均随转速的增加而增大,随着负荷的增加有降低的趋势,且负荷对F-T柴油的影响较0号柴油更加显著。从燃烧振动噪声源的角度考虑,燃用F-T柴油有利于降低柴油机的燃烧噪声和缸内燃烧时的爆发冲击载荷。     

利用瞬时转速对柴油机起动过程的分析

建立柴油机起动过程试验系统,并利用瞬时转速分析不同拖动时间、不同拖动转矩和不同供油量等条件对柴油机起动过程的影响。试验结果表明利用瞬时转速能够判断柴油机着火首循环以及辅助分析燃烧组织的优劣。适当增加拖动时间、提高拖动转矩有利于改善柴油机起动性能。增加起动过程中的供油量,有助于发动机快速进入怠速稳定转速。     

混氢对柴油机燃烧及排放影响的试验研究

将氢气喷入柴油机进气道内进行试验,以研究柴油混氢对柴油机燃烧及排放性能的影响.试验中发动机转速固定在1 400r/min,在不同初始转矩下改变氢气在混合燃料中的质量分数,并保持燃料总质量不变.试验结果表明柴油混氢燃烧可缩短燃烧持续期,增大最大爆发压力及放热率峰值,且使峰值位置提前(氢质量分数为9%时放热率峰值提高20%),增大发动机的输出转矩,并能降低柴油机的各主要排放物(在中低转矩下CO及碳烟排放下降了30%～50%).     

基于道路载荷谱的柴油机激励分析和台架试验循环研究

基于车辆典型路面行驶产生的道路载荷谱,对发动机的典型运行工况和瞬态行为进行了分析和研究,构建了基于道路载荷的台架运行循环。研究表明:1 500r/min和1 600r/min是车辆行驶过程中柴油机的常用转速,其使用频率远高于其他转速;转速超过1 800r/min时柴油机多数工作于满负荷工况点;柴油机在1 400~1 800r/min运行时主要集中在中高负荷工况,负荷百分比统计值高于60%;整个载荷时间历程中,500~600r/min幅度的转速跃变比例高,且转速最大跃变不会超过1 000r/min。构建的台架运行循环与实际道路载荷强度相似、转速分布类似,能够表征车辆行驶过程中柴油机的激励状态。     

柴油机典型工况的电控喷油器多次喷射分配

为提高柴油机节能减排的效果,简要分析了多次喷射形式及其作用,依据车辆在不同路况运行,确定了车辆对应的6种柴油机典型工况。提出了基于工况排放值约束的多次喷射分配方法,采用工况排放分摊率确定典型工况的排放限值,进行喷射次数和变化喷射组合寻优,最后结合4JB1高压共轨柴油机台架试验,以氮氧化物和烟度为衡量参数,兼顾燃油消耗率的变化,分析不同喷射组合对柴油机排放的影响。结果表明:怠速工况和中速大负荷工况宜用2次喷射,低速小负荷工况和中速中负荷工况宜用3次喷射,中速小负荷工况宜用4次喷射,高速大负荷工况宜用1次喷射,说明基于工况排放值约束的多次喷射分配方法是有效的。     

高速柴油机燃用乳化重油的试验研究

在单缸135柴油机上进行了不同配比乳化重油燃烧与排放特性对比试验,并应用掺水10%的乳化重油在双缸135柴油机上进行了验证试验。结果表明,对高速柴油机作少许改动后,便可以直接燃用乳化重油;与燃用重油相比,燃用乳化重油时柴油机经济性与排放性均有所改善,燃油消耗率降低至少4%,NOx排放体积分数降低至少20%,烟度降低至少17%。     

GZ机油添加剂对发动机环保性能影响的试验研究

通过对各种汽油机、柴油机进行的有无GZ添加剂时的对比试验,证明了GZ机油添加剂能降低发动机的机械噪声,减少柴油机排气烟度和汽油机的怠速有害排放,改善发动机的环保性能。     

不同海拔地区下增压中冷柴油机的性能研究

采用微机化大气模拟测控系统对增压中冷柴油机运行在不同海拔地区下的性能进行了大量的专题试验研究,分析比较了不同海拔下的增压中冷柴油机负荷特性、速度特性、万有特性及排放特性的关系。试验结果表明：随着海拔高度的升高,大气压力减小,导致吸入气缸内的空气量减少,缸内吸气终了的温度和压力下降,从而使得增压中冷柴油机的动力性、经济性下降,等有效燃油消耗区明显变窄。