丰田公司混合动力车用新款直列4 缸1. 8 L ESTEC 2ZR-FXE汽油机

第四代Prius 车用的发动机沿用了第三代车用2ZR FXE 发动机的基本结构,并采用了各种改进措施来提高燃油效率。被称作ESTEC 2ZR FXE 的新发动机,在降低摩擦的同时,采用了各种提高燃油效率的技术来改善燃烧特性、减少爆燃、优化热管理。由于采用了这种注重细节的方法来提高燃油效率,使得ESTEC 2ZR FXE 发动机成为世界上首款最高热效率达到40%的汽油机。介绍此款发动机采用的提高燃油效率的技术。     

利用遥测仪测量活塞运动

开发出一种利用新型数字遥测仪测量发动机运行时活塞运动的方法,能够确保较高的测量精度。遥测仪内有1个原始信号处理回路和1个自发电电机。整个遥测仪具有结构紧凑、质量轻的特点,能将测量活动对活塞的影响降至最小。利用遥测仪对活塞的二阶运动进行了测量,阐明了活塞重心位置、曲轴箱压力,以及添加到气缸的润滑油量等因素对活塞运动的影响。     

符合美国环保署第4阶段过渡性排放法规要求的小型柴油机的开发

与其他发动机相比,柴油机具有燃油利用率高和燃油耗低的优势,现已作为各种工程机械的动力装置被广泛使用。但另一方面,相关的排放法规逐年收紧,针对额定输出功率56~75 kW的柴油机,2012年美国环保署(EPA)公布实施第4阶段过渡性(Interim Tier 4)排放法规,与之前的法规相比,该法规规定的颗粒排放量被要求降低到原来的1/20以下。因此,三菱重工公司开发了D04EG型柴油机,以进一步降低排放和燃油耗,满足EPA Interim Tier 4排放法规的要求。     

关于机械式增压器对商用车柴油机的适用性研究

用试验和数值分析方法,对1台商用车柴油机的增压系统进行了研究,该增压系统由1个机械式增压器和1个涡轮增压器组成。通过与涡轮增压器的组合,降低了系统中机械式增压器的机械损失。另外,发现优化的动力总成技术参数还可用于改善车辆的燃油经济性,同时,两级增压系统中的机械式增压器也提高了柴油机的低速扭矩。     

尿素选择性催化还原系统的催化剂分析技术——还原剂转化过程测试

为了分析尿素选择性催化还原（SCR）转化器中还原剂的转化过程,开发了2种诊断技术:一种用于测量氨（NH3）,另一种用于测量包括未参与反应的尿素和异氰酸在内的还原剂总量。这些技术适用于测量SCR转化器入口及内部的还原剂形态。揭示了尿素→NH3的转化率,以及催化转化器入口的还原剂分布,同时也分析了催化转化器内部的尿素→NH3转化率随时间的变化趋势。     

基于混合粒子群算法的土钉支护结构设计参数优化

在土层工程地质情况一定的条件下,如何寻找一组最佳设计参数,以达到既经济又安全的目的,是土钉支护设计的一个重要问题。这是一个复杂的优化设计问题。就此,提出基于混合粒子群优化(PSO)算法的基坑土钉支护优化设计方法,以单位长度土钉墙的土钉材料造价作为优化的目标函数。该方法保持了PSO算法结构简单的特点,改善了PSO算法的全局寻优能力,提高了算法的收敛速度和计算精度,不活动粒子的处理使算法避免了“早熟”现象的出现。工程实例计算表明,该方法是进行土钉支护结构优化设计的有效方法。     

配备起动齿轮机构的宽速比无级变速器

无级变速器(CVT)正在逐渐成为改善发动机燃油经济性的1项重要技术,同时也可有效降低汽车的CO2排放。介绍了丰田汽车公司与日本爱信精机株式会社联合开发的新款CVT及相关技术。该款CVT采用传统的钢带结构,且增设了独特的起动齿轮机构,并围绕降低燃油耗、提高驾驶性能、实现轻量化等目标,引进了诸多新技术,从而使新款CVT具有换档平顺,速比范围宽广的特点。由此,发动机可在任何车速下均以最高效率运转,同时也使车辆的起步、加速及驾驶性能得到改善。     

高性能的新款MIRAI燃料电池堆的研究进展

2014年,丰田汽车公司推出了全球首款商用燃料电池汽车(FCV)MIRAI。与第1代MIRAI车型使用的燃料电池(FC)电堆相比,新款MIRAI车型使用的燃料电池堆采用了新的双极板流道和改进的电极,成为世界上体积功率密度最高的产品之一。     

不同干湿循环路径下Q2原状黄土强度与微观结构演化试验

为探明不同干湿循环路径对Q₂原状黄土宏观强度和微观结构的影响,考虑地下黄土赋存环境,开展了3种干湿循环路径下的三轴剪切试验、核磁共振测试和扫描电镜试验,分析了Q₂原状黄土强度、微观孔隙分布和土颗粒结构的演化规律与特征,并结合矿物成分变化探讨了相互之间的影响关系。研究结果表明：不同干湿循环路径下,宏观参数-黏聚力与微观参数-孔隙分布、孔隙和土颗粒平均直径均表现出不同程度的劣化效应,参数衰减趋势完全一致,即干湿循环幅度越大,上限含水率越高,衰减越严重,劣化效应越明显。宏观参数-内摩擦角与微观参数-孔隙和土颗粒结构演化特征相似,即内摩擦角小幅波动,孔隙与土颗粒的形态、结构复杂度和排列有序性基本稳定。考虑干湿循环幅度、上限含水率和循环次数3种参数,构建了微观孔隙劣化特征函数,解释了不同干湿循环路径下的孔隙劣化特征,揭示了Q₂原状黄土微观孔隙损伤劣化两阶段发展规律,即波动式损伤积累上升阶段和损伤劣化稳定阶段。相关研究成果可为不同循环路径下的原状黄土宏微观劣化认知提供有益参考。