满足未来废气排放标准的柴油车可变气门传动方案

随着欧七排放法规的出台,预计氮氧化物(NOx)排放限值和真实行驶排放(RDE)法规将进一步加严。为了满足废气排放限值,冷起动阶段目前仍面临着一系列挑战。     

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。     

环氧沥青混合料疲劳衰变特性试验

为获取钢桥面铺装环氧沥青混合料的疲劳衰变特性,首先基于正交异性桥面板-铺装层组成的复合结构模型,计算出标准胎压、超载50％以及超载100％胎压作用下铺装层的最大拉应变,作为疲劳试验应变水平的选取标准;然后,采用小梁四点弯曲疲劳试验对3组不同温度和不同应变条件下的环氧沥青混合料疲劳性能进行测试;最后,利用威布尔公式对不同温度与应变条件下的环氧沥青混合料疲劳寿命与疲劳裂纹扩展时的作用次数进行预测.结果表明:环氧沥青混合料初始模量大小仅与温度相关,与应变水平无关;在10℃和20℃时,1.38 MPa以下胎压以及30℃时0.7 MPa胎压作用500万次均不发生疲劳破坏;30℃时,1.1 MPa和1.38 MPa胎压分别作用66 833次和35 480次出现疲劳损坏现象;相同应变作用下,试验温度越低,小梁疲劳破坏越快;环氧沥青混合料疲劳曲线可明显分为试验设备稳定、疲劳裂缝启裂、疲劳裂缝扩展3个阶段.研究结果可为环氧沥青混合料铺装疲劳寿命预估以及预防性养护提供理论依据.     

耦合非线性三维海洋立管的边界控制(英文)

This paper presents a design of boundary controllers implemented at the top end for global stabilization of a marine riser in a three dimensional space under environmental loadings. Based on the energy approach, nonlinear partial differential equations of motion, including bending-bending and longitudinal-bending couplings for the risers are derived. The couplings cause mutual effects between the three independent directions in the riser’s motions, and make it difficult to minimize its vibrations. The Lyapunov direct method is employed to design the boundary controller. It is shown that the proposed boundary controllers can effectively reduce the riser’s vibration. Stability analysis of the closed-loop system is performed using the Lyapunov direct method. Numerical simulations illustrate the results.     

一种减少二氧化碳和氮氧化物排放的有效解决方案

燃油耗低和低速扭矩大的涡轮增压柴油机动力总成在欧洲轻型载货车市场占有较大份额。预计,全球二氧化碳(CO_2)排放法规和用户对燃油价格的期望,会进一步迫使发动机提高燃油效率。但是,法规对氮氧化物(NO_x)和颗粒排放的限制可能会进一步增加柴油机动力总成的成本。对价格敏感度最高的1 400 kg以下紧凑型车型需要寻求一种替代方案,以面对CO_2排放限值的挑战,并保持对用户的吸引力。对小型化和降低转速的汽油机理念进行了研究,与此同时,通过提高平均有效压力来满足性能要求,以保持车辆良好的操控性能和起动性能。解决这一问题的关键措施是采用汽油直接喷射燃油系统。因为缸内汽油直接喷射和对进气进行分开控制,可以在不增加碳氢排放的情况下增强扫气效果。缸内汽油直接喷射还具有冷却充量的好处,有利于避免增压发动机的爆燃现象。研究了汽油直接喷射的几种可选方案,包括多孔式和单孔轴针式喷油嘴,以及侧向布置与中央布置的对比。对排量减小至1.2 L的涡轮增压3缸机和4缸机的基本结构进行了研究。减少气缸数有利于改善碳氢排放、热损失和扫气效率。从安装和成本方面考虑,减少气缸数也有一定好处,其次要考虑的是排气后处理系统。理论当量比燃烧涡轮增压直接喷射汽油机可以采用传统的三效催化转化器,故成本最低。分层燃烧直接喷射汽油机预计需要附加稀燃NO_x捕集器,而满足欧6标准的柴油机则需要附加柴油颗粒过滤器(DPF),并可能要采用NO_x后处理系统。虽然,目前对满足欧6 NO_x排放标准的后处理系统尚不了解,但增加的DPF、带稀燃NO_x捕集器的DPF,或带尿素选择性催化还原的DPF系统,都会使发动机在成本和安装方面面临挑战。对3缸涡轮增压直接喷射汽油机和其他发动机在降低CO_2排放与系统成本之间的价值权衡进行对比分析,并给出了结论。分层燃烧涡轮增压直接喷射汽油机与进气道燃油喷射4缸基本型汽油机相比,其CO_2排放量减少22%以上。采用可变气门驱动装置和传统三效催化转化器的理论当量比燃烧直接喷射汽油机的CO_2排放有可能减少18%。在欧6排放水平下,理论当量比燃烧涡轮增压直接喷射3缸汽油机动力总成具有理想的使用价值。在无稀燃后处理系统的情况下,如果3缸涡轮增压柴油机能满足NO_x排放标准的要求,则其价值能与汽油机的相当。因发动机本身NO_x排放较高而需要采用稀燃后处理系统的动力总成劣势明显。基于紧凑型汽车对价格的敏感性,根据价值分析预测,3缸涡轮增压直接喷射汽油机符合动力总成的选择要求。     

发动机降速对排放与燃油经济性的影响

发动机降速在国际市场的多个领域发展迅速。利用发动机降速能够提高效率的优势,原始设备制造商已经开发了大量降速发动机产品。发动机在低转速范围内运行具有很多优势,其最显著的优势就是能降低燃油耗。因为发动机能够在其最佳效率范围内运行更多时间。通过采用降速措施,发动机能以低转速和大扭矩状态运行。对于输出相同的功率,发动机能承受更高的单位负载,从而提高效率,降低燃油耗。燃油效率提高的因素包括由于活塞速度降低导致发动机摩擦减小、相对传热减少,以及热效率提高。由于对进一步提高内燃机效率及减少排放的要求日益提高,因此,该试验研究尝试研究轻型商用车降速。具体的性能与排放试验结果表明,通过大量试验研究,分析了3.77 L试验发动机不同参数对发动机额定转速降低的影响。     

采用可控散射喷嘴的高响应柴油喷油器和闭环喷油控制实现稳定性燃烧的研究

共轨系统自1996年首次推出以来,柴油机性能已得到了显著提升。多年来,共轨技术持续发展,降低了发动机燃油消耗和排放,提高了驾驶性能。然而,为满足世界范围内持续严格的排放限值并提供性能更加优越的柴油车,还需进一步提升燃烧精确控制技术。通过精确控制喷油量并提高喷油压力,共轨喷油器可显著提升燃烧性能。此外,还需要更接近矩形的喷油规律、更短间隔期内稳定多次喷射的能力及喷雾形状控制来优化燃油混合。另外,在优化喷射和燃烧时,还需考虑世界范围内燃油品质的不同。分别阐述了两种能够实现以上目标的创新喷油器技术,第一种是第四代压电喷油器（G4P）及具有特殊孔状（可控散射喷雾（CDS））的新型喷孔设计,有助于提高燃烧性能。其优势是降低热损失,提高燃烧效率。第二种是通过闭环控制提高喷油量的精确性,实现稳定性燃烧。主要实现途径是基于内置在喷油器中的压力传感器检测实际的喷油速率和燃油特性。上述两个技术是提高发动机性能和针对世界范围内所用燃油品质的多样性以改善燃烧稳定性的关键技术。     

海运教育与培训以及操船模拟器的国际展望

着重对操船模拟器的作用、技术条件、质量保证进行了专业分析,同时阐述了其在海运教育与培训中的作用,以及这两个领域的国际协作前景。     

Audi公司新型3.0 L双涡轮增压直喷式柴油机(第1部分)——机械结构设计

Audi公司为V6涡轮增压直喷式柴油机系列开发了1款V6双涡轮增压直喷式柴油机,作为两级增压高功率变型。该机型的核心部件是由Honeywell涡轮技术公司研发的新型增压系统,以至该机型获得230 kW的功率和650 N·m的最大扭矩。由于它沿用了单涡轮增压基本型柴油机所有的高效措施,从而使理想的行驶功率与低燃油耗获得良好的结合。     

作战C~3I系统重要升级的设计和实施

引言 控制C~3I系统的第二代计算机已服役了好几年。目前这些C~3I系统的部件在大量使用,它们的性能对服务武装部队的作战能力起着相当大的作用。 在这些工程项目的成熟老化阶段,需要作战能力有相当大的提高和增强,这需要仔细考虑,将其设计和引入该系统。要做到在升级期间或在其以后,不降低作战能力的方法,在该工程项目升级的最初阶段就需要很仔细地考虑和计划。