Viable combined cycle design for automotive applications

A relatively new approach for improving fuel economy and automotive engine performance involves the use of automotive combined cycle generation technologies. The combined cycle generation, a process widely used in existing power plants, has become a viable option for automotive applications due to advances in materials science, nanotechnology, and MEMS (Mico-Electro Mechanical Systems) devices. The waste heat generated from automotive engine exhaust and coolant is a feasible heat source for a combined cycle generation system, which is basically a Rankine cycle in the context of this study. However, there are still numerous technical issues that need to be solved before the technology can be implemented in automobiles. A simulation was performed to examine the amount of waste energy that could be recovered through the use of a combined cycle system. A simulation model of the Rankine cycle was developed using Cycle-Tempo software. The simulation model was ultimately used to evaluate the rate of waste heat recovery and the consequential increase in the overall thermal efficiency of the engine with the combined cycle generation system under typical engine operating conditions. The most effective automotive combined cycle system recovered 68% of the waste heat from the exhaust and coolant, resulting in a 6% improvement in engine efficiency. The results are expected to be beneficial for evaluating the feasibility of combined cycle generation systems in automotive applications.     

随排放升级排气系统的材料发展趋势

不锈钢主要应用在汽车排气系统中，排气系统所处的环境本身十分恶劣，内部废气成分复杂，并且随排放升级，尿素．选择性催化还原（SCR）技术被广泛应用到柴油机排气处理中，尿素分解产物会与汽车废气混合形成热氧化环境，对排气管等不锈钢构件在冷凝液中的腐蚀性能具有较大影响。本文首先论述了汽车排气系统的结构和使用的材料，接着论述了过去汽车排气系统的材料使用变化情况和未来的发展趋势。     

汽车尾气路面净化材料研究进展与思考

汽车尾气的排放严重影响空气质量,危害人类身体健康。为了减少尾气排放,汽车领域做了很多努力,包括机内净化与机外净化。作为尾气排放后最近的接触源,从道路角度切入进行治理,也被认为是行之有效的途径,近年来一直是国际上研究的热点领域。为了深入了解汽车尾气路面净化材料的发展,系统地梳理并回顾了汽车尾气净化过程中使用的催化材料的研究进展、面临的问题以及应用前景。催化材料主要包括二氧化钛基催化剂、贵金属催化剂、ABO₃钙钛矿结构催化剂、介孔材料催化剂以及其他催化剂,分析了不同催化剂的作用机理以及优缺点。由于道路实际的开放条件、尾气净化材料与尾气接触不够充分、易于达到自身净化极限等问题,从梳理高效路面尾气净化材料的改善技术出发,提出了路面汽车尾气净化材料研究的发展方向,即降低贵金属用量、开发新型稀土复合氧化光催化材料,以及多元化、功能化发展等。这一领域的研究,显示出路面尾气净化技术的光明应用前景。     

我国汽车柴油机可见污染物排放试验

为了解我国汽车柴油机可见污染物排放水平，采用ＡＶＬ４３８部分流透光式烟度计，按ＥＣＥＲ２４法规的要求，对我国四大汽车生产厂家主要汽车柴油机机型进行了全负荷稳定转速和自由加速可见污染物试验，分析了试验结果，并对我国汽车柴油机可见污染物的控制提出了一些建议。     

车用柴油机谐振涡轮复合增压系统的研究

本文介绍了所开发的适合于车用柴油机的脉冲振废气涡轮复合增压系统，对复合增压柴油机进行了试验研究，并与普通涡轮增压柴油机进行了对比，在较宽广的转速范围内测录了进排气管系中压力波动，充量系数及发动机性能参数，研究结果表明，采用该系统对改善增压柴油机低速性能和烟度有很大的潜力。     

Active coolant control strategies in automotive engines

The coolant flow rate in conventional cooling systems in automotive engines is subject to the mechanical water pump speed, and high efficiency in terms of fuel economy and exhaust emission is not possible given this limitation. A new technology must be developed for engine cooling systems. The electronic water pump is used as a substitute for the mechanical water pump in new engine cooling systems. The new cooling system provides more flexible control of the coolant flow rate and engine temperature, which previously relied strongly on engine driving conditions such as load and speed. In this study, the feasibility of two new cooling strategies was investigated using a simulation model that was validated with temperatures measured in a diesel engine. Results revealed that active coolant control using an electronic water pump and valves substantially contributed to a reduction of coolant warm-up time during cold engine starts. Harmful emissions and fuel consumption are expected to decrease as a result of a reduction in warm-up time.     

汽车排气系统的流场分析与优化

给出了某汽车排气系统一维非定常流动的气体动力学方程组和三维模拟数学模型.建立了该汽车排气系统与发动机的联合模型,并利用此模型得到了排气系统进口温度、质量流量、密度等参数.以此作为边界条件,利用三维CFD软件对该汽车排气系统流场进行了模拟,找到了影响排气系统背压的关键结构并进行了优化.结果表明,模拟结果与试验结果吻合性良好,优化后排气系统背压由40.5 kPa降至30 kPa.     

汽车部件对污染的敏感性

污染敏感性分析是实现对整个机械系统污染控制的重要步骤。通过对污染的分析、测试、建模及模拟分析可有助于减少污染物或微小颗粒对机械系统造成的污染，避免因污染而导致的系统故障。对有关汽车机械系统污染的问题进行了分类讨论并进行了相关性分析，对测试及计算机建模方法进行了论述。给出了污染敏感性分析流程，最后通过几个典型实例阐明了污染敏感性分析的意义。     

基于MEMS技术的微惯性传感器及在汽车上的应用

基于微电子机械系统(MEMS)技术的原理,介绍了微机械加速度计、微机械陀螺和微惯性测量单元等微惯性传感器的研究发展状况与主要产品,以及目前微电子机械系统惯性传感器在汽车导航系统等系统总成上的应用现状。最后,从汽车工程应用的角度,分析了提高微惯性传感器测量精度的方法及其在汽车上安装使用应注意的关键问题。     

新型国产不锈钢材料在汽车排气系统中的应用

对汽车排气系统及其主要零件的腐蚀问题进行了分析,包括腐蚀坑深度与冷凝液pH值、Cl-、SO24-离子浓度的关系,并主要介绍了一种新型国产不锈钢409材料在汽车排气系统的应用。结果表明：该材料具有耐腐蚀性能良好、低成本的优点。     

车用直喷式柴油机排气净化的途径

在改善车用柴油机燃油经济性的同时，需进一步降低氮氧化物和微粒排放，关键是进一步优化燃烧过程，减少有害排放物的生成，也要改善燃料品质，甚至进一步采用排气后处理技术，本文阐述了喷油系统和进气系统的改进，燃烧室设计的优化，增压中冷，废气再循环等技术措施的潜力，以及燃油改质，排气后处理等措施的效果。     

车用柴油机排气微粒分流式稀释取样测量系统的研制

本文设计了一种测量车用柴油机排气微粒的分流式稀释取样系统并制出了实验样品。文中说明了系统的布置和主要参数。重点是用ＣＯ２示踪法标定了不同发动机工部下的稀释比。用该系统测量一台车用柴油机的排气微粒结果表明该系统效果好，很实用。     

现代汽车传感器的智能化研究

现代汽车正朝着智能化、自动化和信息化的机电一体化产品方向发展，汽车传感器作为汽车电子控制系统的关键部件，在现代汽车的发展中发挥着至关重要的作用。     

排气系统的数值模拟及优化设计

建立了汽车排气系统的三维计算流体力学模型,并采用并行计算方法对某排气系统的5款设计方案进行了模拟计算。以排气背压为评判准则,方案3背压最大,方案2背压最小,方案1、4和5的背压基本接近。通过对5种设计方案的催化转化器、消声器等部件进行详细的流场分析,找到了各款排气系统背压产生的主要原因,并提出了进一步的改进措施,确定了排气系统的最佳方案。     

汽车排气系统静力学计算及模态分析

建立了某汽车排气系统的有限元模型,并进行了有限元模型的静力学计算和模态分析.静力学计算结果表明,该车辆排气系统各橡胶吊耳处受力相对均匀,系统的最大位移和应力均满足设计要求.模态分析结果表明,怠速和经济转速下发动机的排气激励频率避开了该排气系统的固有频率,使得该系统具有较好的动态特性.     

汽车排气总管的振动控制

为减小菜轻型货车排气总管在发动机怠速情况下的振动，利用MSC／NASTRAN有限元分析软件对其进行模态分析。分析结果表明：怠速下发动机的激励频率与该排气总管的固有频率发生耦合，引起了共振。针对实际生产情况，通过改进发动机与排气总管的连接方式改变了排气总管的固有频率，降低了振动。     

日本汽车金属材料应用发展及变化特征

汽车新技术的采用以及高附加零部件的使用无不和新材料开发密切相关。在日本汽车产业发展中,新材料的开发使用始终起着重要的作用,材料的应用发展也有着不同的变化和特点。从汽车材料的应用和发展等方面介绍了日本材料使用状况。     

满足欧Ⅲ排放标准的摩托车尾气催化剂研制

制备满足欧Ⅲ排放标准的摩托车尾气净化催化剂,制备需求的高性能稀土储氧材料和耐高温高比表面材料,在此基础上制备出密耦催化剂和三效催化剂。催化性能测定表明,密耦催化剂具有优异的低温活性和抗高温老化性能,三效催化剂具有优异的三效性能和抗高温老化性能,能满足欧Ⅲ排放标准的需求。     

车用直喷式柴油机可变预行程泵电控系统研究

为了达到中国大气污染防治法对车用柴油机排放的要求，结合中国目前的柴油机发展状况，开发了可变预行程泵的电控系统。本文进行了可变预行程泵的电控系统的总体设计和电子控制单元（ＥＣＵ）软件的开发，针对ＣＡ６１１０柴油机对电控可变预行程泵进行了匹配和标定试验，试验结果表明了可变预行程泵电控系统的良好的综合性能，它的应用为直喷式柴油机性能的改进提供了很大的潜力。     

汽车排气消声器的消声性能研究

建立某汽车排气消声器的声学分析模型,采用有限元法和边界元法对排气消声器的传递损失进行了仿真分析和试验测试.试验结果与仿真结果能较好吻合,表明排气消声器的仿真模型很好地反映了实际结构的声学特性.根据研究结果提出改进方案,取得了较好的效果.