采用新型混合动力系统改善中型载货车的燃油经济性——配置电动增压器的柴油机性能及排放特性研究

为了改善中型载货车在实际行驶工况下的燃油经济性,研究人员提出一种全新的混合动力车概念。该混合动力系统的关键技术是电动增压器。采用1台4缸柴油机并配置电动增压器,对发动机的性能和排放特性进行研究。在高增压压力与大流量废气再循环相结合的条件下进行发动机试验。研究结果证实,车辆的燃油经济性和排放性能同时得到改善。而且,在底盘测功器试验中还成功证实,车辆所用电动增压器消耗的电能可以由中型混合动力车在行驶过程中产生的制动再生能量提供。     

混合动力动车组参数匹配研究

混合动力动车组突破传统的内燃动车组和电动车组模式,采用混合动力模式,是一种可以实现跨线运行的新型动车组产品。混合动力技术是混合动力动车组的核心技术之一,参数匹配技术是混合动力技术中的重要内容。现基于列车牵引力、牵引功率、牵引电机转矩以及牵引系统各电气部件容量的计算方法,综合考虑车辆动力性能要求,给出一种混合动力系统的匹配计算方法,并由此得到一套混合动力系统参数配置方案。通过仿真实验得出,由该匹配计算方法得到的混合动力系统参数配置可以满足目标车辆动力性能要求。     

乙基叔丁基醚或乙醇混合汽油对车辆性能及排放的影响

利用市售车辆和2套不同的燃料喷射系统（进气道喷射和直接喷射）,研究了7％乙基叔丁基醚（ETBE）混合汽油和39／6乙醇混合汽油对车辆行驶性能和排放的影响。发现使用ETBE或乙醇混合燃料后,车辆行驶性能略有下降,不过仍维持在可接受的水平。使用ETBE混合燃料,在装有缸内直喷发动机的车辆上,一氧化碳、总碳氢和氮氧化物排放均呈降低趋势,虽然这些车辆的排放都已达到极低的水平。由于研究中使用的车辆和燃料类型有限,因此仍需进一步研究,以获得有关乙醇或ETBE混合燃料的更全面结论。     

五十铃新型ELF柴油混合动力车

五十铃公司推出了第6代ELF车，与之前车型一样，仍采用混合动力，为ELF系列增添了新的阵容。新混合动力车以“领先时代的环保车”为开发理念，以优良的燃油经济性、洁净的排放、安全的混合动力系统和低维修成本为重点进行了开发。新型混合动力车同新型ELF柴油车一样，基本性能和功能均得到提升。     

以同时降低燃油耗和排放为目的的两级增压系统研究

为降低重型柴油机的实际燃油耗和排放,对采用不同低压涡轮流量和进气控制策略的2种两级增压系统进行对比研究。结果表明,所选择的增压系统可在发动机宽广转速及负荷范围内获得更高的增压压力,如再结合较高的压缩比,就能在改善车辆实际行驶工况排放性能的同时,降低燃油消耗率。     

涡轮增压系统优化与发动机开发的整合

车辆动力系统在提高功率、降低燃油耗和排放方面提出了越来越高的要求，使得整机在优化过程中外协件的集成化程度也越来越高。因此，废气涡轮增压器在未来动力系统方案中对降低二氧化碳排放起着重要的作用。原因是，一者能量转换机技术复杂；二者涡轮增压器对提高行驶性能和降低燃油耗具有巨大的影响力，而后者特别能迎合发动机缩缸强化的发展趋势。FEV公司与亚琛工业大学内燃机研究所进行了合作研究，介绍了一种在动力系统研发过程中通过不同工具和方法组合来研发和优化涡轮增压器的方法。     

美国Peterbilt公司新型混合动力中型货车

Peterbilt公司引进了一种新型Peterbilt335型混合电动牵引车，用于拖车和饮料的区域配送。该混合电动牵引车使用Eaton电动混合动力系统，它借助电动马达弥补PACCAR PX-6发动机的扭矩不足，使区域运输的燃油经济性提高了25％。该系统将再生制动停机时产生的能量储存起来，然后用于车辆的加速。     

基于复杂线路的混合动力系统动力性能分析

新能源有轨电车在现代城市中应用日益广泛。为保护城市景观,避免视觉污染,国内多个城市开始规划包含无电网区域的有轨电车线路。针对北京西郊线左线的复杂线路,开发了基于复杂线路的混合动力系统仿真软件,充分考虑了车辆参数、电源参数、线路参数等影响因素,分析了100%低地板轻轨车辆的混合动力系统的动力性能,包括起动加速度、运行速度、行驶里程、电池和超级电容的能量消耗等。通过对该混合动力系统的动力性能进行仿真分析,得出该混合动力系统符合西郊线动力性能的要求。     

燃料电池混合动力100%低地板有轨电车设计

设计了一种基于"燃料电池+超级电容+动力电池"的新型混合动力100%低地板有轨电车。针对燃料电池混合动力系统的特点,进行了新型有轨电车混合动力系统能量管理策略,牵引系统的参数匹配设计,以及余热利用方案设计。在此基础上,确定了有轨电车的主要技术规格和设计参数,并对燃料电池混合动力系统、牵引、制动、列车网络等系统主要特点进行了介绍。车辆经过型式试验验证,各项性能指标完全满足设计要求,此新型有轨电车已成功投入运营。     

满足日本后新长期排放法规的重型柴油机技术

自2009年起，日本实施的后新长期排放法规针对重型车制定了更严格的排放限值。此前，已于2006年制定了严格的重型车辆用燃油耗标准，规定在2015年前，要在满足排放法规要求的同时，达到燃油耗标准。根据这一背景，描述了新E13C型重型柴油机的发展概况，以及采用的设计理念和主要技术规格。着重介绍了如何同时兼顾到改善排放性能与提高燃油经济性，为满足后新长期排放法规要求的新型E13C柴油机所采用的先进技术及其新装备。探讨了新高压共轨燃油喷射系统、新型燃烧室、大容量废气再循环系统、柴油颗粒捕集器和尿素选择性催化还原系统的实际应用与效果。     

燃油喷射系统电子控制及其它发展

为了优化性能和满足排放要求，将燃油喷射系统和柴油机组成一个更加紧密的整体是很必要的。本文提出了采用电子控制的燃油喷射系统作为实现集成系统的途径，并详细介绍了电子燃油喷射系统的结构和优点。     

JR东日本公司kihaE200型混合动力车辆

JR东日本公司为了降低在非电气化区间运行的内燃动车对环境的污染,开发了内燃混合动力车辆,该车辆具有内燃发动机和蓄电池组合的动力系统,验证了该车辆在运营中的环境污染、蓄电池性能和维护性能。新造了批量生产用的样板车kihaE200型混合动力车辆。     

采用混合动力系统的JR东日本线

基于“减轻环境负担”等理念,JR东日本公司引进了新型车辆“キハモ200”,该车辆的新动力系统是电力与柴油机的混合系统,混合动力系统铁道车辆投入运营,在世界上尚属首创。混合动力系统的车辆,是利用制动时的能量将电机发出的电力用于对蓄电池充电,以其储存的电力和由发电机发出     

环保和经济性兼顾的先进共轨系统

近年来，全球产业界都在致力于环境保护方面的研究。汽车行业也在付出极大的努力，以满足包括氮氧化物和颗粒限值在内的各项排放法规，同时，从防止全球气候变暖及节能的角度出发，还必须满足降低二氧化碳（CO2）排放的要求。有鉴于此，具有极大CO2减排潜力的柴油机受到了极大关注。为了提高柴油机降低CO2排放的能力，同时解决其本身仍存在的问题，即“缓慢、肮脏、噪声大”的问题，共轨燃油喷射系统已成为不可或缺的技术。电装公司开发了先进的第3代共轨燃油喷射系统，具有在每个燃烧循环中最多喷油9次的能力，且喷油压力达200MPa。介绍了这一先进共轨燃油喷射系统的性能和效果。     

配备无级变速器的新一代V6发动机

随着人们对全球变暖与二氧化碳问题日渐关注,即使从保护全球环境及市场需求角度考虑,制造商也应采取改善车用发动机燃油经济性和排放的措施。另一方面,现在的用户也崇尚“驾驶乐趣”。这些都对发动机性能及动力总成提出了更高要求。制造商们提出了采用混合动力系统等建议。配置大容量无级变速器（CVT）的方案可被采纳,且价格合理。介绍了采用高精度大容量CVT之后的发动机性能,以及为应用CVT实现“驾驶乐趣”所采取的措施。     

Accord插电式混合动力车用新型汽油机的开发

作为本田公司的下一代发动机系列,配装于Accord插电式混合动力车的新型2．0L汽油机具有燃油耗低和排放性能好的特点。采用可变气门正时及升程电子控制系统,具有2种特定凸轮（即功率凸轮和燃油经济性凸轮）。功率凸轮作用持续期短,用于大功率输出和发动机起动;燃油经济性凸轮作用持续期长,可通过延迟进气门关闭正时,获得阿特金森循环效应。还采用了冷却废气再循环（EGR）技术,并对控制系统进行了改进,实现了低燃油耗目标。首先,能确保EGR阀前后压差的新型控制系统改善了EGR流量的控制性能。其次,改进了扭矩控制,可以预测因点火延迟引起的发动机扭矩下降。驱动性和燃油经济性在极苛刻的条件下保持原有水平。最后,采用了基于大气压力改变运行点的控制技术,即使环境发生变化,仍可保持低油耗性能。开发了混合动力车用催化转化器的新型快速预热系统。在发动机起动阶段,通过改变电机运行来控制发动机负荷,这样可有效预热催化转化器,从而使尾气排放降低到能满足特超低排放车SULEV20标;住的水平。     

100％低地板轻轨车混合动力性能匹配计算

混合动力技术是唐车公司研制的100％低地板轻轨车的核心关键技术之一.现基于列车牵引力、牵引功率、牵引电机转矩的计算方法,综合考虑目标车辆动力性能要求,提出一套适应于不同工况运行时,混合动力系统电源输出功率分配及动力电池、超级电容的匹配计算方法.通过本计算方法,获得了一套符合目标车动力性能要求的混合动力系统配置,并可保证较高的能量利用效率.     

Freescale公司的可编程电磁阀控制器MC33816

近年来，世界各国相继制定了更为严格的排放法规，要求在今后的5～10年内进一步改善车辆的燃油经济性。为满足这一要求，各汽车制造商及车载电子部件生产商都开展了相应的产品研发工作。日本Freescale半导体公司开发了可编程电磁阀控制器MC33816。该控制器能满足直喷汽油机或直喷式柴油机的应用要求，同时实现降低排放和改善燃油经济性的目标。     

日野公司的新混合动力系统

日野汽车公司为改善小型货车的燃油经济性并减少二氧化碳（CO2）排放，正在全力推进新混合动力系统的研发工作，目前已与用户合作进行实证监控运行的研究，以确认实际运行中的燃油耗值，并为进一步的技术改进收集数据。     

未来柴油多样化的挑战和解决方法

排放控制、二氧化碳值、舒适性、驾驶性、可靠性和成本是未来所有动力装置开发的主要框架。为了在保持燃油耗优势、良好运行性能和可接受成本的同时,满足未来的欧洲排放法规和现行的美国排放法规,在这个框架内,无论是轿车,还是商用车的柴油动力装置都面临一些挑战。其中之一是不同国家柴油品质的差异,包括不同的十六烷值、挥发性、含硫量和分子成分。此外,由于经济和环境的原因,越来越多具有不同燃油品质和特性的代用燃油将被推向市场。目前,大多数柴油机采用的喷油系统控制算法是开环控制。采用这种控制方法时,燃油品质的变化会增加校准的难度和校准持续时间,同时还会降低燃烧强度和排放。控制不同燃油燃烧的一种可能解决方案是采用闭环燃烧控制。一旦这种设想被发动机试验证实,针对不同品质燃油的校准会变得更快、更容易。另外,车辆使用期间的在线校准修正还可以避免发动机故障,并确保适宜的驾驶性能和排放性能。介绍一种补偿燃油品质变化的创新方法。依据2种市售燃油（EN590欧洲柴油和低十六烷值美国柴油）的品质,通过燃烧分析研究了燃油对燃烧特性和排放的影响。基于这些数据和结果,介绍了一种能补偿燃油品质变化的创新闭环燃烧控制策略。