基于稳态模型的CA6GV发动机参数标定优化

概述了基于稳态模型的发动机标定优化方法.针对采用可变进排气凸轮相位技术的CA6GV发动机,系统地介绍了如何通过调查试验、试验设计、数据采集、统计建模和标定优化等阶段来完成该机性能模型建立和优化过程.结果表明,采用该技术可在很短的时间内优化系统控制参数,使发动机性能达到较高的水平.     

微型汽车发动机凸轮型线仿真优化设计及应用研究

针对微型汽车发动机低速动力不足的问题,结合发动机整机性能分析软件和多体动力学分析软件,建立了原发动机整机性能模型和单阀系多体动力学分析模型。在准确模型的基础上对凸轮型线进行了结构设计,并选出了既能满足整机性能要求又能满足单阀系多体动力学要求的最优凸轮型线组。试验结果表明,该方法可以方便找出最优的凸轮型线范围,减少了试验次数,降低了开发成本。     

汽油机动力性能多目标优化及试验研究

针对某发动机高速动力性较同排量发动机偏低的问题，采用多目标优化与试验相结合的方法对发动机动力性能进行优化。建立并标定了发动机一维模型，采用DOE(试验设计)方法分析了进气延迟角、进气凸轮最大升程、压缩比等多因素对发动机外特性的影响，分析结果响应拟合度较高；采用遗传算法对发动机高速大负荷工况下的工作性能进行了多目标优化；对进气道流动特性进行了CFD(计算流体动力学)分析，通过改进进气道结构以提高其流量系数。最后搭建了进气道稳流试验台和发动机试验台，试验结果表明：改进后的进气道流量系数最大提高了6.51%,发动机功率提高了15.59%,扭矩提高了11.92%,燃油消耗率降低了3.33%。     

摩托车发动机顶置配气凸轮的设计研究（1）

设计摩托车发动机顶置配气凸轮时,应先根据发动机配气机构的要求确定气门理论运动规律,然后再根据气门和凸轮的几何传动关系将确定的气门理论升程函数转化为对应的凸轮升程数据.设计计算表明,凸轮挺柱运动规律比气门理论运动规律前移或推迟了一定角度△ k值;试验表明,这种设计方法是可行的,新设计的配气凸轮改善了摩托车发动机的进气性能.     

基于AVL软件的凸轮型线设计优化及发动机性能模拟验证

通过AVL软件中的TD及BOOST模块实现了发动机凸轮型线的设计优化、运动学和动力学计算验证,以及最终的发动机性能结果验证,展示了一种高效快捷的发动机优化设计方法,为发动机设计工作提供了有效依据。     

稀薄燃烧发动机改型设计及正时策略优化

基于某高速汽油机,对燃烧室结构、燃油喷射特性、凸轮型线改型设计为稀薄燃烧发动机。提出利用响应面模型对正时策略进行分析和优化的研究方法,并建立利用响应面进行多目标优化计算的流程。以提高有效功率和降低有效燃油消耗率为优化目标,以点火正时、空燃比和进排气正时为设计变量,建立了发动机性能与响应面耦合优化模型。分析与试验结果表明:较标准混合比燃烧时,稀薄燃烧发动机的进排气提前角减小,点火正时提前,最低燃油消耗率下降3.9%,最大功率提升9.7%;同时利用响应面优化方法提高了优化效率。     

某重型车辆柴油发动机制动系统开发

介绍了某重型车辆柴油发动机制动系统的开发过程。搭建该发动机制动系统仿真模型,确定制动凸轮型线;通过有限元分析方法保证零部件可靠性;使用软件仿真预测发动机制动性能;专项功能试验表明排气门动态气门升程满足要求;制动性能试验表明其满足开发目标要求;制动耐久试验表明其在专用凸轮制动工作过程中满足可靠性需求;整车道路试验表明脚踩制动踏板次数减少75%,比第1代发动机制动系统减少15%。     

高速发动机配气机构的运动学分析

配气机构对发动机动力、经济等性能有重量影响。配气机构运动学分析是配气机构设计及优化的基础。本文对论高速发动机顶置凸轮轴式配气机构的运动学问题。在精确求解气门与凸轮从动件升程关系方法的基础上，对凸轮加工检验等方面急需解决的升程转换问题进行了分析讨论。     

发动机凸轮-气门挺杆磨损试验台

在顶置气门发动机中,凸轮与气门挺杆这对摩擦副,是发动机可靠性的关键零部件之一。为了摸索凸轮——气门挺杆副的磨损规律,我们曾进行汽车道路试验和发动机台架试验。但是,道路试验和台架试验,往往都需要很长的试验周期和消耗大量的人力物力。为了能尽快地得出凸轮——气门挺杆的磨损规律,又能模拟发动机的使用情况,我们设计和制造了一台凸轮——气门挺杆磨损试验台,其外形和结构分别如图1和图2所示。     

汽油机可变气门正时技术仿真及方案分析

以一台四缸1.6L汽油机为研究对象,用GT-POWER软件建立了性能和NOx排放分析的双区燃烧一维流动计算模型,并进行了试验验证.分析了几种可变气门正时方案对发动机的影响,包括全负荷扭矩和部分负荷时的油耗、NOx排放.结果表明,依靠凸轮相位调节可使发动机外特性功率平均提高3%左右,部分负荷的油耗和NOx排放均能得到有效改善.     

Atkinson循环发动机配气机构改进分析

基于发动机燃油经济性升级需求,将传统的Otto循环发动机改为阿特金森(Atkinson)循环发动机,其中,配气机构的改进是完成循环改型的关键。对某汽油机配气机构建立模型,并进行运动学和动力学计算分析,进而对凸轮型线进行优化设计,对配气正时进行再设计研究。利用进排气凸轮轴的双VVT机构,在不同转速和负荷下对改型后的发动机进行了双VVT的优化控制设计。台架试验结果表明,发动机成功地完成了Atkinson循环的转换,最低燃油消耗率由原机的250g/(kW·h)降低到232g/(kW·h),且低油耗区向常用发动机工况移动,验证了配气机构设计方法的正确性和有效性。     

某高速汽油机改LNG发动机动力性下降问题研究

针对直接将汽油机改为LNG发动机导致的动力性下降问题,通过GT-Power与试验标定相结合的方法,提出了一种基于单因素法的高速LNG发动机配气相位优化方法:在降低泵气损失、减少缸内废气、提高充气效率的前提下,减小气门重叠角;针对优化后的配气相位,优化设计凸轮型线;同时根据LNG燃烧特性,在控制最高燃烧温度和压力的前提下,适当将点火提前角增大,合理组织燃烧,使燃烧更加及时完全,从而提高燃烧效率。结果表明,优化后的凸轮型线满足配气机构运动学动力学要求,高速LNG发动机最大功率较之优化前提高约7.9%,最低燃料消耗率降低约5.8%,此方法可以在一定程度上解决LNG发动机的动力性下降问题。     

二甲醚发动机凸轮转矩的研究

本文根据传统柱塞喷油泵的结构,对凸轮进行了简化,并对采用切线凸轮来设计二甲醚发动机喷油泵进行了可行性分析。利用adams软件,对凸轮进行了建模与仿真,分析了凸轮在喷油泵运转过程中,其扭矩及其受到的力的变化规律。研究表明,采用切线凸轮来设计二甲醚发动机喷油泵是可行的。     

可变气门发动机凸轮轴及滚子摇臂失效分析

针对可变气门(Variable Valve Actuation,VVA)发动机开发过程中发生的凸轮轴及滚子摇臂(RockerRoller Arm,RRA)失效,描述了失效发生的背景,并借助CAE分析和先进检测技术对失效系统进行了研究。CAE分析结果显示:高升程凸轮与RRA的最大接触应力超过了设计安全值;低升程凸轮起主要作用时,发动机转速不能超过4 000 r/min。探伤和显微结构研究显示,凸轮轴存在裂纹,低升程凸轮硬度不够。     

涡轮增压气道喷射汽油机工作过程性能优化

本文对某涡轮增压气道喷射汽油机进行了工作过程性能优化。首先根据实验结果,进行了同系列自然吸气汽油机工作数值模拟模型的标定;然后以该标定后模型为基础,建立了涡轮增压气道喷射汽油机工作过程数值模拟模型;再利用此模型进行了7种涡轮增压器的选型和匹配计算,确定了合适的涡轮增压器;最后分析了压缩比、进排气歧管结构、凸轮升程与配气相位等对该汽油机动力性、经济性的影响,并进行了相应的汽油机参数和结构优化。     

MFB2带圆弧段凸轮优化设计

构造了MFB2带圆弧段凸轮型线,该类型线具有大的气门开启时面值。给出了型线的构造和设计方法.在机构动力学分析的基础上,建立了以凸轮型线时面值为目标函数,以气门落座速度、凸轮最大接触应力、凸轮最小曲率半径、气门活塞最小距离等为约束条件的动态优化设计模型。数值算例表明,该型线具有很好的充气性能及较好的动力性能。     

发动机冷激铸铁挺柱底面剥落分析与改进

发动机冷激铸铁挺柱在可靠性试验中出现的高频次底面疲劳剥落问题,从摩擦副磨损机理出发,对负荷和润滑等进行模拟分析,结合台架试验提出了冷激球铁凸轮与冷激合金铸铁挺柱的许用工作条件,改进后有效地解决了挺柱底面的疲劳剥落问题.     

CA488型发动机活塞的国产化

ＣＡ４８８型发动机，是从美国克莱斯公司引进的２．２Ｌ，直列四缸，四冲程，水冷，顶置凸轮轴，火花点火化油器式汽油发动机，介绍了国产化后的活塞的材料，结构，形位公差及粗糙度控制等方面的情况，以及各项检验，台架试验和道路试验结果。     

采用切线凸轮的电控单体泵燃油系统性能研究

研究了电控单体泵燃油系统特性在匹配切线凸轮型线下的燃油特性。进行了高转速和低转速下的试验,低转速下对应的供油速度低,如果供油提前角太提前将导致断续喷射,高转速下较大的凸轮速度将对应较高的供油速度,使得供油压力高,因此可用凸轮速度范围受到限制,切线凸轮速度变化较大使得对应的工作区间较短;进行了不同提前角下的试验,供油角度的变化对电控单体泵燃油系统喷射特性影响较大,不利于通过调节喷油角度来优化排放性能;进行了不同油量下系统的特性试验,发现不同油量下喷射特性变化大,变化规律不满足理想喷油规律的需求;进行了高速下燃油系统试验,高速时由于压力波的影响出现了二次喷射。结果说明,切线凸轮型线的速度段斜率大,能够快速实现高速供油,有利于快速建立供油压力,但是采用切线凸轮的单体泵燃油系统的供油特性受到转速和提前角的影响,不利于发动机面工况的匹配和大功率柴油机的需求。