2017年, 第0卷, 第3期　
刊出日期：2017-06-25

  

• 全选
  |

栏目
• Select
  进气滚流强度对直喷发动机燃烧特性的影响

  吴强， 许敏， 杨杰， 董雪

  车用发动机. 2017, 0(3): 1-7. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-2222.2017.03.001

  摘要 ( )   可视化   收藏

  以光学单缸直喷汽油发动机作为试验平台，通过在进气法兰处安装不同的滚流导流板调节进气截面积来获得不同强度的滚流气流。利用Converge软件对缸内滚流强度和湍动能进行评估，采用高速彩色相机拍摄不同滚流强度下火焰状态随曲轴转角的变化，同时采用燃烧分析仪采集缸压数据。通过图像处理分离蓝色火焰和黄色火焰，其中，蓝光被认为主要来自火焰中CH释放的化学荧光，而黄光被认为主要来自炭烟颗粒的辐射。试验发现：随着滚流强度的提高，蓝色火焰面积增加，缸内燃烧速率得以提升，缸内平均指示有效压力增强，相关性分析表明，蓝色火焰面积和燃烧放热率有很好的正相关性。同时，黄色火焰随滚流强度增加而减少，表明炭烟生成量降低。此外，燃烧的循环波动也随滚流强度的增加而降低。
• Select
  EGR率和进气温度耦合作用下的低温燃烧试验研究

  杨欣欣， 石磊， 曲栓， 刘胜， 曹杰， 邓康耀， 杨震寰

  车用发动机. 2017, 0(3): 8-13. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-2222.2017.03.002

  摘要 ( )   可视化   收藏

  基于冷热废气再循环（exhaust gas recirculation，EGR）双回路系统，通过进气温度与EGR率解耦控制，研究了EGR率和进气温度对柴油低温燃烧和排放的影响，并在低温燃烧负荷上限探索EGR率和进气温度耦合作用规律。研究结果表明，负荷上限时，进气温度升高对进气充量的稀释作用占主导地位，进气温度升高对燃烧起抑制作用。 EGR率和进气温度的耦合作用在负荷上限时体现在：低EGR率、高进气温度时，燃烧始点提前、燃烧持续期增大；高EGR率、低进气温度时，指示功增加，平均有效压力增大。EGR率升高，NOx排放量降低，进气温度升高，HC，CO排放量升高。
• Select
  掺混甲烷对乙烯层流预混火焰炭烟形貌的影响

  李若昕， 林柏洋， 顾浩， 林赫

  车用发动机. 2017, 0(3): 14-19. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-2222.2017.03.003

  摘要 ( )   可视化   收藏

  针对掺混甲烷的乙烯层流火焰中的炭烟颗粒从形貌角度进行了研究，构建了具有相同当量比（2.07）、火焰温度、气体流速的层流预混乙烯火焰和掺混甲烷的乙烯火焰，并各自选取了3个高度进行热泳探针取样，采用TEM和AFM方法对各个工况的炭烟颗粒粒径分布、平均粒径、平均体积当量球径进行了对比。发现少量的甲烷掺混会令乙烯火焰中炭烟颗粒的尺寸变大，而当甲烷掺混量变多时该现象消失。而通过对颗粒的圆度、球度和分形维数计算和分析，发现即使是很小的颗粒也具有相似的不规则形状，这一现象广泛存在于各种火焰和各种大小的颗粒中，不受掺混比的影响，并且越大的颗粒结构越松散。
• Select
  可变气门升程与正时对直喷汽油机缸内流动特性的影响

  齐景晶， 钱叶剑， 罗琳， 龚震， 邵小威， 赵鹏

  车用发动机. 2017, 0(3): 20-26. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-2222.2017.03.004

  摘要 ( )   可视化   收藏

  利用CFD三维数值模拟软件模拟了1台缸内直喷汽油机的进气及压缩过程，分析比较了不同最大气门升程及进气正时下缸内流场的变化规律。结果表明：减小最大气门升程可以使进气行程中缸内气体的速度及湍动能显著增加，但在压缩末期的滚流比要略小；在小气门升程下，进气门早开或者晚开都会使得进气过程的湍动能显著增加，在距上止点5 mm，10 mm，15 mm的3个横截面上，早开和晚开进气门会使最大平均湍动能分别增加28.29%和43.47%，20.7%和40.81%，23.07%和49.58%，但在压缩后期间，进气门早开或者晚开时对缸内的平均湍动能影响不大；在小气门升程下，进气门的开启时间对压缩末期湍动能的分布有较大的影响，早开或者晚开进气门会使缸内的湍动能趋于一致。
• Select
  车用增压直喷汽油机燃烧噪声试验研究

  杨靖， 张宇， 胡会泳， 冯仁华， 王毅， 李灿

  车用发动机. 2017, 0(3): 27-32. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-2222.2017.03.005

  摘要 ( )   可视化   收藏

  利用倒拖法对某车用涡轮增压缸内直喷汽油机空载加速和半载加速工况进行了燃烧噪声试验研究。联合发动机缸内燃气压力测试结果，通过分析气体动力载荷对其燃烧噪声的影响，进一步探讨燃烧噪声产生的根本原因。试验结果表明，在中低转速时，燃烧噪声随着发动机负荷的增加而增加，同时燃烧噪声对整机总声功率的贡献值也在随之增加。在较高转速时，燃烧噪声对整机总声功率的贡献值随着发动机负荷的增加变化不显著。就半载加速和空载加速工况时燃烧噪声的平均贡献值来看，空载加速时燃烧噪声对整机噪声的平均贡献值为22.2%，明显小于半载加速时的43.6%。随着发动机转速的提高，最大气缸压力及最大压力升高率总体变化趋势和燃烧噪声变化趋势一致，同时加速时最大气缸压力变化对燃烧噪声的影响更明显。
• Select
  基于概率有限元的气缸盖疲劳可靠性分析

  吴波， 秦新锋， 贾晓亮， 邓雅冲

  车用发动机. 2017, 0(3): 33-37. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-2222.2017.03.006

  摘要 ( )   可视化   收藏

  提出了一种基于均匀试验设计和BP神经网络模型构建随机参数与结构响应之间的近似非线性关系的概率有限元方法，该方法较直接MonteCarlo法需要的样本数据大幅减少，更适合大规模计算的结构概率有限元分析。采用该方法以某型柴油机气缸盖结构疲劳失效分析为算例，进行了可靠度期望寿命计算，并通过对影响气缸盖应力的燃烧压力、各螺栓预紧力和喷油器压紧力等22个载荷参数的均值和标准差的敏感性分析，初步确定了造成气缸盖本体结构疲劳开裂的主要影响因素。
• Select
  车用直喷汽油机喷雾特性研究

  朱敏思， 熊锐， 杜锡涛， 曾繁武

  车用发动机. 2017, 0(3): 38-41. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-2222.2017.03.007

  摘要 ( )   可视化   收藏

  利用高速摄影在定容弹内对缸内直喷汽油机多孔喷油器进行喷雾特性试验研究，揭示了直喷高速液体射流的喷雾特性（贯穿距、喷雾锥角)与无量纲数(韦伯数、雷诺数及气液密度比)之间的关系。结果表明，韦伯数和气液密度比对喷雾宏观特性有显著的影响，雷诺数对喷雾特性的影响不明显。
• Select
  柴油机瞬态性能优化研究

  高官龙， 李盛成， 刘忠长， 田径， 韩恒， 于凯波

  车用发动机. 2017, 0(3): 42-48. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-2222.2017.03.008

  摘要 ( )   可视化   收藏

  以降低瞬态过程烟度和NOx排放为目标，在一台高压共轨电控重型柴油机上进行了EGR对柴油机恒转速增扭矩5 s典型瞬态过程燃烧和排放性能影响的优化研究。结果表明：瞬态过程中固定EGR阀开度造成EGR率“超调”、烟度剧增；与“全程轨压”策略相比，“分段轨压”有利于改善小负荷工况的燃烧热氛围，提高瞬态起始负荷并耦合“分段轨压”可以有效降低瞬态过程烟度峰值；EGR阀的开闭对瞬态性能影响最大，瞬态过程1.5 s关阀、4 s开阀的策略可以实现较好的烟度和NOx排放折中，消光烟度峰值为9.2%，NOx峰值稍有增加但增幅不大。
• Select
  对置活塞二冲程汽油机动力学特性分析

  马富康， 冯耀南， 冯云鹏， 苏铁熊， 赵振峰

  车用发动机. 2017, 0(3): 49-55. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-2222.2017.03.009

  摘要 ( )   可视化   收藏

  结合对置活塞二冲程汽油机对置曲柄连杆机构的设计要求，提出了4种布置方案，利用Matlab/Simulink建立了动力学仿真模型，分析了不同方案的动力学特性。结果表明，活塞运动相位差一定时，4种方案的活塞相对运动规律和缸体横向力变化规律相同；随着相位差增大，缸体横向力波动幅值增大，平衡性变差。轴对称布置的对置曲柄连杆机构曲轴旋向相反，对置活塞对缸体的侧压力方向相同；中心对称布置的对置曲柄连杆机构曲轴旋向相同，对置活塞对缸体的侧压力方向相反。轴对称布置的缸体竖直方向合力受相位差的影响极小，约为传统发动机的2倍，相对缸体中心的力矩随相位差的增大其幅值增大；中心对称布置的缸体竖直方向合力随着相位差的增大而增大，且远小于传统发动机，相对缸体中心的力矩受相位差的影响极小。方案3中进排气侧缸体侧压力的方向及变化规律有利于气缸体水平布置的缸套润滑和实现两侧曲轴的同向同步。
• Select
  聚甲氧基二甲醚对轻型柴油机排放特性的影响

  刘军恒， 孙平， 姚肖华， 冯浩杰， 王玉梅

  车用发动机. 2017, 0(3): 56-62. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-2222.2017.03.010

  摘要 ( )   可视化   收藏

  为了降低柴油机的颗粒排放，将聚甲氧基二甲醚（PODE）按照体积分数10%，20%和30%掺混于柴油中，制备出柴油PODE混合燃料(记为P10，P20和P30)，在一台轻型柴油机上对柴油PODE混合燃料进行了燃烧和排放特性试验研究，并采用热重方法分析了混合燃料的挥发性与氧化特性。结果表明：P10，P20和P30在常温下都具有良好的稳定性，在0～5 ℃区间PODE掺混比例高于20%将出现浑浊现象，混合燃料的黏度随着掺混比例增加与温度升高而逐渐下降；随PODE掺混比例的增加，混合燃料的活化能下降，综合燃烧指数提高，P10，P20和P30的起始失重温度相对于柴油分别降低了3.3，4.3，5.3 ℃，起始燃烧温度分别降低了9.4，17.8，24.2 ℃；柴油机燃用柴油PODE混合燃料时，随着PODE掺混比例的增加，滞燃期缩短，放热率曲线和压力升高率曲线向前偏移，缸内最高压力提高；在标定工况下，燃用P10，P20和P30的烟度较燃用柴油分别降低了26.1%，31.2%和34.8%，颗粒物较柴油在各粒径下的质量浓度均有不同程度降低，且分布峰值向小粒径偏移。
• Select
  正丁醇预混合气对轻型柴油机热效率和排放的影响

  田维， 何文潇， 马帅， 吴学舜， 韩志强

  车用发动机. 2017, 0(3): 63-67. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-2222.2017.03.011

  摘要 ( )   可视化   收藏

  对1台轻型柴油机进气道进行改装，从而在进气道中形成均质丁醇预混合气。研究了在不同工况下正丁醇预混比对发动机指示热效率和排放的影响。研究结果表明：随着丁醇预混比例的增加，发动机指示热效率呈现上升的趋势，转速为3 350 r/min，平均指示压力为1 MPa时指示热效率的提升率达到最大为4.3%；压力升高率过大，限制了在大负荷条件下使用更高的丁醇预混比例；随着丁醇预混比例的增加，发动机soot和NOx排放明显改善，而CO和HC排放均随着丁醇预混比的增加而增大。
• Select
  稀燃条件下甲醇汽油混合燃料颗粒物排放特性

  黄震， 洪伟， 姜恩伟， 姜北平， 解方喜， 李小平

  车用发动机. 2017, 0(3): 68-73. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-2222.2017.03.012

  摘要 ( )   可视化   收藏

  在1台GDI增压汽油机上，进行了稀燃发动机燃用M0，M10和M20（其中M0为汽油，M10为甲醇体积分数10%、汽油体积分数90%的混合燃料，以此类推）甲醇汽油混合燃料的试验，研究了在稀燃条件下甲醇汽油混合燃料对GDI发动机颗粒粒径分布特性、数量浓度特性和质量浓度特性的影响。试验结果表明：在稀燃条件下，随着甲醇比例的增加颗粒数量浓度峰值逐渐增大，颗粒数量浓度随粒径分布呈现出双峰分布；颗粒中的核态颗粒和积聚态颗粒的总数量都随甲醇比例的增加而增加，其中M20的积聚态和核态颗粒数量浓度最大；颗粒粒径峰值都随着甲醇比例的增加逐渐增大，并且核态颗粒粒径峰值主要集中在20.54~31.62 nm,积聚态颗粒粒径峰值主要集中在56.23~100 nm；颗粒质量浓度随甲醇比例的增加而增大，粒径分布在316~700 nm的积聚态颗粒明显增多，积聚态颗粒质量浓度随粒径分布的范围明显增加，质量浓度也相应增加，而粒径分布在56.23~316 nm范围内的颗粒质量浓度却在降低。
• Select
  高压共轨高速电磁阀自升压双电源驱动方法研究

  白思春， 李京， 褚全红， 姜承赋， 赵玲玲， 杨薇

  车用发动机. 2017, 0(3): 74-77. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-2222.2017.03.013

  摘要 ( )   可视化   收藏

  在对现有高压共轨高速电磁阀驱动电路进行分析的基础上，提出了一种基于电磁阀自身的自升压方式，一方面把高速电磁阀关闭时本身储存的电能回收到储能电容中，另一方面在两缸工作间隙利用电磁阀线圈作为升压电路电感对储能电容进行能量补充，保证储能电容上的电压达到一个稳定状态。电路在保证实现双电压快速驱动的同时，使驱动结束的能量得到有效回收，同时省去外接专用升压电路所需要的电感部件，减小了电源电路的体积和设计成本，并且电控单元印制线路板的电磁兼容性设计易于保证。应用该方法对某高压共轨部件高速电磁阀进行试验，匹配出驱动参数，并进行稳定性试验验证，结果表明该方法能够满足工程应用需求。
• Select
  柴油机活塞销孔型线对比分析研究

  张利敏， 卢士勇， 韩琦， 刘志刚， 张伟

  车用发动机. 2017, 0(3): 78-81. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-2222.2017.03.014

  摘要 ( )   可视化   收藏

  针对某柴油机活塞销孔的磨损问题，分别借助有限元方法和EHD仿真方法研究了不同销座结构匹配多种销孔型线对接触应力的影响，及不同活塞销孔型线对润滑特征评价参数的影响。综合研究表明，活塞销孔型线与热变形匹配不合理所引起的润滑状态恶化是导致活塞销孔磨损的直接原因，因此通过合理调整销孔型线可使接触应力均匀，润滑状态良好，并有效降低活塞销座磨损风险。
• Select
  基于变海拔功率恢复的增压系统匹配计算研究

  谢海江， 李华雷，邢卫东

  车用发动机. 2017, 0(3): 82-87. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-2222.2017.03.015

  摘要 ( )   可视化   收藏

  针对柴油机的变海拔功率恢复目标，进行了以增压压力恢复为目标的废气放气式增压系统匹配计算，确定了压气机和涡轮特性。在该匹配方案的基础上进行了柴油机变海拔运行范围的性能计算，得到了不同海拔高度的增压压力MAP图，并以目标增压压力为基准，根据放气阀的切换边界线确定了放气阀变海拔控制策略。研究结果表明：采用该匹配方案可以在海拔3 000 m和平原工况实现增压压力恢复，但在高海拔高转速工况下可能超速；随着海拔高度的降低，柴油机外特性扭矩值逐渐减小，而废气放气阀关闭状态的运行区域逐渐减小，废气放气阀调节状态的运行区域逐渐增大。
• Select
  基于电控集成智能控制的柴油机降油耗技术研究

  梁郑岳， 杨剑，潘斯宁， 刘易， 康兴裕， 朱荣， 田淋瑕，陈中柱， 班智博， 张松， 林铁坚

  车用发动机. 2017, 0(3): 88-92. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-2222.2017.03.016

  摘要 ( )   可视化   收藏

  为了进一步降低商用车的燃油消耗和CO2排放，开展基于发动机工况需求的电控集成优化控制研究。以某直列4缸电控共轨柴油机为研究对象，以发动机水温为反馈，对发动机水泵、节温器等电控冷却系统零部件进行综合调节，实现快速暖机升温以及正常行驶中发动机水温恒定在最佳温度，并通过优化VGT，改善燃烧过程。试验结果表明，采用智能控制系统可将冷却水温控制在各工况所对应的最优冷却水温附近，基于发动机工况需求的电控集成优化控制可以降低柴油机油耗3.51%，充分验证了智能控制方案的可行性和有效性。