Development of capacitor hybrid truck

Nissan Diesel Motor has developed a capacitor hybrid medium-duty truck. This vehicle involves a new power-train technology which makes for high efficiency and low emission with the basic technology being a high performance capacitor type storage device. The newly developed capacitor has an energy density that is twice as great as commercial ultracapacitors. The simple parallel hybrid system of this vehicle was composed of this capacitor, a single motor, a conventional diesel engine and a mechanical automatic transmission system. Fuel economy about 1.5 times greater than that of a conventional diesel truck is achieved. Furthermore, the TLEV level of exhaust emissions is also achieved.     

车用涡轮增压柴油机VVE系统的模拟研究

提出了一种适用于车用四行程涡轮增压中冷柴油机的变充气系数 (VVE)系统 ,装在一台 6缸柴油机上进行了性能模拟计算。结果表明 ,在不放废气的情况下 ,最大扭矩工况可使柴油机得到足够的进气充量 ,标定工况时最高燃烧压力不超标 ,而且可以降低燃油消耗率和NOx 排放。VVE系统可代替车用增压柴油机高工况放气     

基于天然气发动机排气余热回收系统的非共沸混合工质性能分析

针对一台车用天然气发动机排气能量的变化规律,建立了带回热器有机朗肯循环系统,对比分析了采用纯工质R245fa和非共沸混合工质R416A时,带回热器有机朗肯循环系统的净输出功率、热效率、效率和单位工质能量输出密度。结果表明,采用非共沸混合工质R416A时上述各项性能指标均优于采用纯工质R245fa。最后,构建了天然气发动机-带回热器有机朗肯循环联合系统,采用非共沸混合工质R416A,分析了联合系统的热效率。结果表明,加装带回热器有机朗肯循环系统后,发动机热效率最大可提高7%。     

Theoretical and experimental analysis of a CNG cylinder rack connection to a bus roof

From our perspective, a global technology development should be focused on resolving the issues of environmental impact and conservation of available natural energy resources. New technological solutions and alternative fuels, such as Compressed Natural Gas (CNG), have increasingly more application for modern engines and vehicles. If we take into account the situation in city transport, where primarily vehicles with diesel engines are used, a strategic proposal is to begin by retrofitting these into bi-fuel or dedicated Natural Gas Vehicles (NGVs). This paper analyzes the retrofit of a diesel bus into dedicated NGV. To confirm the safety of the vehicle in city transport, we addressed the problem of mounting a gas rack with CNG cylinders on the roof of a retrofitted city bus, according to UN ECE Regulation No. 110. This assembly is the most critical part of the retrofitted bus because of the concentration of stress due to increased mass and the application of a specific installation for supply of CNG from the cylinders to the engine. These regulations must be met in all parts of the vehicle, but we only focused on those areas affected by the retrofit to NGV.     

国内外燃气汽车发动机研究动向

通过对燃气汽车发动机供气方式的试验研究以及对国内外在燃气发动机领域研究成果的分析,阐述了影响燃气汽车动力性的因素,指出进气道液态LPG喷射较好地解决了充气效率下降的问题,缸内液态LPG直接喷射效果更佳,是解决LPG发动机动力性下降的有效途径之一。CNG缸内直喷技术从根本上解决了预混合方式中天然气燃料挤占进气空气造成充气效率下降的问题,可有效提高CNG发动机的动力性。LNG纯度高、存储体积小、安全可靠,续驶里程长,比CNG更具发展潜力。     

车用稀燃增压单一燃料CNG发动机电控系统的研究

为深入研究 CNG发动机稀薄燃烧特性 ,进一步降低天然气发动机的有害排放 ,设计了车用增压天然气发动机电控系统。该系统采用高能点火模块来获得天然气着火所需的点火能量 ,电控喷射单元采用模糊控制器来获得比较精确的空燃比控制 ,实现对天然气发动机的顺序多点喷射。运用该系统对增压单一燃料 CNG发动机的燃烧和排放性能进行了试验研究 ,结果表明了该系统的有效性。     

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。     

二甲醚城市公交客车的能量消耗仿真

建立整车测试循环仿真程序,对二甲醚城市公交客车在3个不同的整车测试循环上的发动机工况分布(包括转速和转矩)进行分析,再结合由二甲醚发动机台架试验测得的燃料消耗万有特性得到二甲醚城市公交客车的能量消耗,并与相应的柴油车进行对比。结果表明,对于所考虑的的3种城市交通模式,二甲醚公交客车的单位里程能量消耗较柴油车均有所改善,最高可降低2.4%。     

电控多点天然气-柴油双燃料系统技术研究

本文介绍针对国产Ｘ６１３０柴油机进行的电控多点射天然气－柴油双燃料系统的开发研究。系统采用了电控高速电磁阀实现天然气的多点喷射控制，设计基于单片机的电控单元实现信号采集和电磁阀驱动控制，进行了系统控制软件的匹配开发，开发的综合系统通过台架匹配试验证明了系统的性能，并通过１０００ｋｍ试车验证了系统实用性。     

基于一维/三维模型耦合的富氧燃烧天然气发动机数值模拟

以某1.0L3缸汽油机为基础,利用GT-Power与Converge建立了天然气发动机耦合仿真模型,并利用原机试验数据对模型进行了验证,研究了进气富氧与EGR对天然气发动机性能的影响特性,对利用进气富氧与EGR改善天然气发动机的性能进行了探讨。结果表明,随进气氧气体积分数提高,天然气发动机平均有效压力显著提高,最大可提高22.8%(氧体积分数为28%时);同时缸内温度和NOx排放升高,排气与传热的能量损失增加,燃气消耗率略有升高。加入EGR可以降低富氧燃烧下天然气发动机燃气消耗率,随着EGR率增加,燃气消耗率主要呈先减小后增加趋势;且随进气氧浓度提高,各浓度下最低燃气消耗率对应的EGR率逐渐提高;NOx排放随EGR率增加而逐渐降低,在进气氧体积分数为23%,25%,27%,29%时,EGR率分别为10%,15%,20%,25%即可将NOx排放降到原机水平;利用进气富氧与EGR可以有效地改善天然气发动机动力不足与NOx排放高的状况。     

天然气发动机控制器驱动软件设计

分析了天然气发动机电控系统结构和功能,开发了天然气发动机ECU的驱动软件。设计了天然气发动机ECU硬件抽象层,其中可配置的输入输出硬件抽象可以实现ECU匹配不同的传感器。可配置的发动机运行时序对机械系统具有通用性;实现了ECU通信程序的复用以及对程序空间的合理分配。设计的天然气发动机控制器在天然气发动机台架上进行了试验验证,试验结果表明ECU驱动软件稳定可靠,可以实现稳定的控制功能,发动机在中高速大负荷工况经济性好,适合重型车的需求。     

天然气稀燃发动机等离子体强化点火机理研究

从甲烷的物理化学性质和稀燃发动机本身特点出发,阐述了天然气稀燃发动机需要高能点火的机理。从等离子体产生的角度详细描述了空气和甲烷(CH4)等离子体化的过程;结合CH4点火与燃烧过程,分析了点火过程中产生大量等离子体的可能性,利用所产生的等离子体,提高点火的效能。提出将电容多次放电点火技术与等离子体强化点火技术相结合,以实现大量等离子体的产生,并初步讨论了实现的途径和方法。     

单ECU两用燃料发动机试验研究

为提高车用压缩天然气(CNG)发动机的性能,设计了采用单电控单元(ECU)控制的CNG/汽油两用燃料发动机燃气供给系统,研究了空燃比控制、密度补偿及燃料切换的控制策略,并进行了发动机台架及整车试验。结果表明,采用单ECU的CNG/汽油两用燃料发动机,其性能指标均优于采用主从式双ECU控制的两用燃料发动机。     

海格公交客车混联式气电混合动力系统

介绍玉柴YC6J210N-40 CNG发动机的工作原理、燃料供给系统、点火系统和发动机电控系统;阐述海格公交客车混联式混合动力系统的组成和工作模式。     

串联式复合电源再生制动系统恒流控制

再生制动技术可以有效回收车辆制动能量，是提高电动汽车续驶里程的重要途径，超级电容具有高功率密度、高效率的特点，利用蓄电池-超级电容组成的复合电源作为电动汽车的储能装置可以改善电池工作状态，提高电池寿命及可靠性，并提高能量回收率。目前使用复合电源（蓄电池-超级电容）进行再生制动的电动汽车多采用并联形式，针对此类状况，基于无源串联复合电源结构设计其再生制动系统，其主要由电机、超级电容组、整流桥和控制器组成。在控制策略上，采用电压反馈恒定电流制动方式，基于脉冲宽度调制（PWM）控制，在制动过程中根据电动汽车车速与超级电容端电压实时调节PWM的占空比以实现目标制动电流恒定。在MATLAB/Simulink平台上建立再生制动系统仿真模型，验证所提控制策略的有效性，并利用某电动汽车对所设计系统进行滑行、制动等试验。研究结果表明：相比有源并联式复合电源，该系统不需要DC/DC转换器，结构及控制简单，该系统能够较好地实现制动能量回收，所采用的控制策略能够有效地实现恒电流制动，电制动减速度稳定，同时具有较高的能量回收率。     

稀燃增压CNG发动机起动及怠速控制试验研究

根据稀燃增压点燃电控调压式CNG发动机的特点,设计了起动及怠速控制策略,对目标怠速、节气门开度、废气旁通阀开度、燃气供给压差、点火提前角、点火能量、空燃比等参数进行控制。在6缸直列单一CNG发动机上进行了起动及怠速调速试验。试验结果表明:通过优化起动燃气供给量、初始节气门开度、起动点火提前角等参数,可以实现CNG发动机快速、可靠起动;通过标定怠速节气门调速和点火提前角调速控制参数,实现了怠速工况稳定运行。     

社会车辆速度及靠站时间对城市客车排放能耗的影响

为定量探究不同运行区域下社会车辆速度和靠站时间对城市客车排放耗电水平的影响,以燃气和纯电动公交车为研究对象,收集了5条公交线路共75万多条GPS数据和大量的浮动车辆数据,建立不同运行区域下城市公交车运行工况预测模型及排放能耗预测模型,并进行定量影响分析.结果显示:在道路区域下,社会车辆速度相较靠站时间对公交车排放能耗的...     

超级电容公交运输系统概述

介绍了超级电容客车的特点、结构、基本原理和超级电容公交客运系统线路选择、设计原则,论述了快速充电候车站的设置及超级电容公交运输系统的运行效果。     

单燃料天然气发动机试验研究

将一台6105Q柴油机改造为点燃式单燃料天然气发动机。对发动机的进气系统、燃烧系统等进行了优化设计。试验过程中配用了不同形式的天然气供气系统及点火系统。试验结果表明，天然气供气方式及点火系统的不同对天然气发动机的性能有较大影响。该天然气发动机采用电控多点燃气喷射技术及电控点火技术时，动力性与原柴油机相当，排放性能明显改善。     

Experimental study on the spray and combustion characteristics of SIDI CNG

Compressed natural gas (CNG) is regarded as one of the most promising alternative fuels. In the spark-ignition (SI) engine, direct injection (DI) technology can significantly increase the engine volumetric efficiency and reduce “pumping losses” in engines without a throttle valve. DI allows engine operation with the stratified charge which enables relatively higher combustion efficiency. In this study, a combustion chamber with a visualization system is designed. The spray development and combustion propagation process of spark-ignition direct injection (SIDI) CNG were digital recorded and analyzed. The ignition probability was also examined. The results of this study can contribute important data for the design and optimization of the SIDI CNG engine.