燃料性质的变化对重型车用发动机均质充量压燃的影响

均质充量压燃（HCCI）为显著改善效率和大幅削减排放提供了可能。然而,在实用负荷和转速下实现重型车用发动机的HCCI运行面临大量的技术挑战。必须把HCCI的运行范围成功地扩展到全部负荷和速度范围,同时要保持适当的燃烧相位,控制最高缸内压力和压力升高率,并限制氮氧化物和颗粒排放。Caterpillar和ExxoMobil公司的合作研究已在这方面取得重大进展。评估了燃料对HCCI发动机运行范围和排放的影响。测试燃料是在汽油和柴油的馏程范围内开发的,涵盖很大范围的着火性、燃料化学性质和挥发性。所有燃料均利用Caterpillar3401E单缸油料试验机、在HCCI条件下测评。测量了废气排放和性能等关键变量,以及发动机转速、废气再循环率、燃油喷射定时等参数。结果表明,燃料品质和发动机条件的适当组合可实现重型车用发动机在宽广负荷范围内的HCCI运行,同时显著削减排放。在发动机压缩比为12的条件下进行测试,发现某种着火性介于目前汽油和柴油之间的燃料可提供最大的高负荷运转能力。     

带可变几何涡轮增压器柴油机的双回路废气再循环多变量控制

研究双回路废气再循环(EGR)柴油机采用多变量控制器的设计问题。发动机需控制2个EGR阀(高压阀和低压阀)、1个排气节流阀和1个可变几何涡轮增压器。提出了一种利用模型预测控制(MPC)方法,对柴油机进行适用于生产的空气管理控制。此外,概述了所提出设计的调整过程。在1台2.8L轻型柴油机上获得了设计的性能试验结果。控制器闭环性能的LA-4循环瞬态数据验证了设计过程的有效性。在整个瞬态行驶循环控制器的标定过程中,MPC从数据采集开始到建立发动机标定模型仅用10天时间。     

动车组盥洗室水盆台面裂纹分析研究

针对动车组盥洗室水盆人造石台面裂纹,调研发现,台面裂纹数量较多并且主要集中在背部接缝和台盆四角处。根据调研结果,对人造石台面进行仿真分析、拉伸强度测试、弯曲强度测试、落球冲击试验。试验结果表明,人造石台面符合标准要求,但是台面中的亚克力含量对台面强度有一定影响。根据分析和试验结果,提出了改进接缝粘接结构、加强支撑、选择高含量的亚克力台面等优化措施。     

客船稳性的拟议标准(第三部份:远洋及沿海船舶)

(一)前言作者最近曾拟制了平水区域[1]及小型船舶[2]的客船稳性标准。作为这些工作的进一步扩展,作者已在功地完成了远洋及沿海客船的拟议标准。拟制客船稳性标准总的任务至此已告完成,至少可以说是试验性地完成了,运输省即将把这些拟议标准编入船舶安全法规及有关的规范中。     

清洁柴油车采用替代燃烧方式、进气流主导控制和排气后处理系统的试验研究

为了达到美国第2阶段（Tier2）第5级（Bin5）排放目标,在1台2．2L涡轮增压直喷式柴油机上采用由富油和接近富油燃烧的替代燃烧方式,以及用于精确燃烧控制的进气流主导控制系统和带稀氮氧化物捕集器（LNT）的四效催化系统组成的新型柴油机系统。还研究了催化器温度控制、带或不带后喷射的氮氧化物再生、脱硫和颗粒氧化。采用一种批量生产的稀燃汽油机,用LNT进行相当60000mile的老化。由US06和FTP75试验循环确认,在较好的噪声、振动和平顺性、较少燃油耗和平稳瞬态运行的情况下,车辆能符合Tier2 Bin5排放法规要求。     

旅客列车卫生间模块化设计探讨

介绍了国外旅客列车卫生间的技术特点,探讨了国内旅客列车卫生间模块化设计的原则、必要性、应用现状和存在与需要解决的问题。     

具有高燃油经济性的复合型调车机车

加拿大RailPower Technologie公司于2002年研制出一种被命名为“绿山羊”(GreenGoat)的复合型调车机车,本刊曾在2003年第3期和2004年第4期对其作了报道。本文作者系美国《国际铁路杂志》(《IRJ》)主编,他对该型机车的性能特点以及近况,尤其是有关市场方面的情况作了补充报道。     

均质充气压燃发动机采用热障涂层的试验研究

美国环保署制定的严格的排放法规促使汽车工业需寻求一种可靠的低成本解决方案。均质充气压燃(HCCI)是解决该问题的潜在方案之一。HCCI燃烧过程综合了火花点燃汽油机和压燃直喷式柴油机的技术优点,同时避免了各自的缺点。HCCI发动机成功应用于主要汽车市场的困难之一是怎样为发动机提供实现HCCI所需的热量。设计了一种热障涂层,以利用通常由发动机排气和冷却系统浪费的能量。利用获取的能量作为激发HCCI燃烧所需的热源。通过将1台日产汽车公司汽油机的压缩比由10.3提高到13.5,并对气缸盖火力面、气门头部和活塞顶实施热障涂层处理,实现了这一设想。此外,为了建立HCCI燃烧模式,对发动机的实际控制系统进行了调整。     

Ford公司新型6.7 L Power Stroke柴油机燃烧系统的开发

Ford公司针对整个皮卡和轻型商用车市场设计开发了一款新型柴油机,即6.7 L Power Stroke?V8涡轮增压柴油机,产品代号“Scorpion”。新型柴油机燃烧系统的设计包括活塞燃烧室、涡流水平、喷嘴喷孔数、燃油喷射角度、喷嘴尖端突出量、喷嘴液压流量、喷孔锥度等。尽管这些参数都可以通过广泛的硬件测试得以确定,但仍利用三维计算流体动力学（CFD）研究方法快速筛选出2个活塞燃烧室方案,并评估其对其他参数的敏感性。为2个最有开发潜力的活塞燃烧室方案构建了单缸发动机,以对其余的燃烧系统参数进行优化。用一维CFD模型设置三维CFD在进气门关闭时的边界条件,后者被用于仿真的封闭循环部分。选择发动机测功器认证的关键工况C100,评估这些参数的每种组合在气缸内有限可用氧的利用好坏。开发了一种分数因子设计试验（DoE）方法,用于评估每个燃烧室方案的3种形状参数、2种涡流水平,以及3种燃油喷射角度。     

制造工艺对铝缸盖高周疲劳耐久性的影响

由于铸造工艺的缘故,导致气缸盖的材料高周疲劳特性分布不均匀。为了模拟制造工艺对铸件机械性能的影响,Ford汽车公司开发了虚拟铝铸造工具。虚拟铝铸造的特点之一是能预测高周疲劳强度分布。由于残余应力对气缸盖的高周疲劳也起着重要作用,因此对残余应力也进行了模拟,并将其用于气缸盖的高周疲劳分析。采用ABAQUSTM软件对气缸盖总成、热应力和工作应力进行模拟。将工作应力与残余应力结合在一起,进行高周疲劳计算。采用FEMFATTM疲劳测试有限元分析软件进行高周疲劳分析。基于虚拟铝铸造模拟获得的局部材料特性,建立了用户定义的赫氏图。结果证明,利用在FEMFATTM软件中得到的局部特性分布,可显著提高气缸盖高周疲劳模拟结果的精确度。