2018年, 第0卷, 第4期　
刊出日期：2018-08-25

  

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  残余总线仿真平台在新能源汽车上的应用

  熊杰，金振华

  车用发动机. 2018, 0(4): 1-5. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-2222.2018.04.001

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  汽车控制器在投入使用前需要进行全方位的功能测试，包括汽车控制器和外部的IO信号进行交互测试，还包括与动力系统其他零部件的数据通信测试。采用PXI架构实时控制器，基于NI Veristand开发了一个基于模型的残余总线仿真平台，对电动车主要零部件进行了建模，可以实时仿真被测控制器对象和其他汽车零部件的数据通信和输入输出情况。通过该平台，可以通过数据通信时序图观察并发现被测控制器响应信号延时和其他数据通信故障。描述了通过残余总线仿真平台实现电池管理系统(BMS)与虚拟充电机在充放电过程中实时通信的实际应用案例。试验结果表明，该方法可以有效减少测试系统中真实零部件的使用，降低整个测试系统的复杂度，从而大大降低新能源汽车控制器进行系统测试的成本。
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  汽油机爆震在线检测系统设计与试验

  张志谋，郑圣彬，陶文辉，杨涛，陈京瑞，石磊

  车用发动机. 2018, 0(4): 6-10. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-2222.2018.04.002

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  在嵌入式工控机的控制下，应用NI数据采集卡及LabVIEW软件，完成了对非共振型压电式爆震传感器和光电式转速传感器输出信号的采集及处理，实现了基于机体振动检测的汽油机爆震在线检测。完成了检测系统的软件设计，通过信号采集模块、处理模块、爆震判别模块和数据保存模块，实现了基于LabVIEW的爆震识别。对某3缸汽油机进行爆震试验，通过分析振动信号,确定了爆震特征频率范围和爆震阈值，并研究了阈值的影响因素。最后进行发动机爆震状况在线检测，试验结果表明本检测系统对发动机爆震的识别是有效的。
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  基于氧传感器模型的空燃比精确控制器开发

  李捷辉，刘婧，吴兵兵，张隆基，胡立

  车用发动机. 2018, 0(4): 11-16. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-2222.2018.04.003

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  氧传感器在发动机运行过程中由于长期使用或环境恶劣等因素将导致其信号失真，为此提出模型算法替代氧传感器实物的思路，根据模型设计理念，设计一种实现空燃比精确控制的控制器。在Matlab/Simulink环境下，搭建空燃比控制器算法模型，主要包括氧传感器信号计算模块、模式调度模块和PI控制器模块。将由空燃比算法模型所得空燃比输入氧传感器模型，得到氧传感器信号值，将该信号值反馈到PI控制器模块中，进行喷油量修正，使空燃比控制在14.7附近。试验结果表明，该控制系统在没有使用氧传感器的条件下可将空燃比精确控制在14.31~15.01范围内。与装有氧传感器的电控原机相比，排放性能相似。
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  柴油机高原燃烧特性研究进展

  周广猛，刘瑞林，焦宇飞，杨春浩，张众杰，李浩

  车用发动机. 2018, 0(4): 17-21. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-2222.2018.04.004

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  柴油机高原燃烧特性研究有助于揭示柴油机高原环境对柴油机工作过程的影响机理，提升柴油机高原性能。综述了柴油机高原燃烧特性研究总体情况，总结了高原环境条件对柴油机燃烧过程影响的规律和柴油机高原燃烧优化的基本规律。提出了柴油机高原燃烧特性研究的发展趋势，即研究目标从单工况功率恢复向变海拔全工况综合性能提升发展，研究内容从宏观规律到微观过程发展，研究方向向变海拔增压技术应用侧重。
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  柴油机颗粒捕集器多参数特征分析及固定式应用设计

  冀树德，刘志刚，杨天军，闫少锋，刘逢春，唐智，张伟，闫瑞琦

  车用发动机. 2018, 0(4): 22-26. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-2222.2018.04.005

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  介绍了颗粒捕集器的两种压降和捕集效率模型，并分析了有效长度、孔道壁厚、孔道数目、孔道宽度等因素对压降和捕集效率的影响，最终与试验比对确定了可用于分析计算的数学模型。在此基础上分析了捕集器结构参数用于计算压降和捕集效率的重要度，并以孔道数目为变量优化设计了试验室用不可移动的颗粒捕集器。结果表明，以孔道数目和有效长度为变量更有利于颗粒捕集器的性能优化，二者对压降和捕集效率都具有重要的影响；以孔道数目为优化参数改进颗粒捕集器，应用后压降可减小到3.5 kPa，效率达90%，满足使用要求。
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  基于摩擦磨损的柴油机活塞裙部型面设计

  陈丽，李剑光，赵文斌，熊培友,辛峻峰

  车用发动机. 2018, 0(4): 27-32. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-2222.2018.04.006

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  通过对国Ⅵ柴油机活塞裙部型面进行设计研究，并结合有限元和活塞动力学仿真计算，得出不同型面设计对活塞裙部侧向力、接触压力、敲击动能和磨损载荷等的影响。结果表明：采用叠加幂函数纵向型线结合修正变椭圆的活塞裙部外圆型面使活塞裙部磨损载荷降低了约47.3%，对优化裙部磨损效果十分明显。通过1 000 h耐久试验，验证了仿真分析的精度和型面设计的先进性。
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  车用柴油机气门间隙调整片的可靠性增长研究

  胡丰泽，王小慧，王增全

  车用发动机. 2018, 0(4): 33-39. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-2222.2018.04.007

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  针对某型车用柴油机气门间隙调整片存在的可靠性问题，开展气门间隙调整片的故障树分析，研究气门间隙调整片的失效机理，建立基于发动机耐久性考核试验剖面的气门间隙调整片可靠性模型，并对气门间隙调整片的既有可靠性进行评价。在此基础上，从结构、材料和工艺等方面研究气门间隙调整片的可靠性增长措施，运用可靠性模型对可靠性增长效果进行评价，并进行试验验证。研究表明，气门间隙调整片的故障模式为接触疲劳破坏，通过采取优化结构和工艺参数、更换材料等可靠性增长措施，气门间隙调整片的可靠性能够得到显著提高。
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  发动机燃用含水乙醇汽油的排气噪声及排放特性试验研究

  李菲，陈振斌，邓小康，谢荣富

  车用发动机. 2018, 0(4): 40-44. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-2222.2018.04.008

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  在不改变发动机参数的情况下，在电喷汽油机上进行台架试验，对比分析了燃用含水乙醇汽油（E20W）和纯汽油（E0）的排气噪声、排气温度及排放特性。试验结果表明：相较于纯汽油，在低转速下燃用E20W产生的排气噪声要低于纯汽油，最大降低7.4% ；在中、高转速时，二者产生的排气噪声相差不大；另外，燃用E20W的排气温度要高于纯汽油，平均增加5.3%；汽油机燃用E20W可以大幅降低HC和CO排放，分别平均降低10.4%和33.6%，但NOx和CO2 排放升高。综合来看，含水乙醇汽油E20W可以直接应用于试验发动机，并能起到降低排气噪声和减排的作用。
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  自由活塞发动机二冲程运行模式换气过程优化

  华儒，徐照平，刘梁，刘东

  车用发动机. 2018, 0(4): 45-49. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-2222.2018.04.009

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  以某单缸汽油机为研究对象，以AVL Boost软件为平台，在参考原型机实际工作参数的条件下搭建发动机系统整体模型；选取合适的燃烧模型、传热模型对热力学影响参数进行仿真，将仿真结果与试验结果进行对比并进行参数修正，以得到准确的仿真模型。在获得精度较优仿真模型的基础上，重点对原型机系统的配气方案进行优化，搭建基于AVL Boost和Matlab/Simulink软件的联合仿真优化环境，并利用粒子群智能优化算法对发动机配气正时进行智能寻优，最终确定二冲程下的最佳配气方案，为原型机系统二冲程运行模式下的优化和改进提供了基础。
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  低散热压燃式自由活塞发动机燃烧特性研究

  刘阳，何义团，韩翠杰，袁晨恒，闫少锋

  车用发动机. 2018, 0(4): 50-54. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-2222.2018.04.010

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  基于某自由活塞发动机（FPE）建立活塞动力学模型和多维燃烧模型，改变传热模型参数实现缸内的低散热，并优化活塞运动，仿真分析原机、低散热FPE以及优化运动后低散热FPE的燃烧特性。结果表明：与原机相比，低散热FPE在燃烧后缸内温度和压力较大，而优化后缸内温度和压力进一步增大，其峰值分别比原机高162.77 K和1.53 MPa；放热率峰值依次增大，且峰值相位也逐渐提前。与原机相比，低散热FPE具有相对较短的滞燃期和速燃期，缓燃期和后燃期更长；而优化后的低散热FPE滞燃期和速燃期较长，缓燃期和后燃期相对较短，燃烧放热规律更理想。原机、低散热FPE及优化低散热FPE的指示热效率分别为45.8%，48.4%，51.5%，即采用低散热技术和优化活塞运动能进一步提高FPE的热效率。
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  酚类抗氧化剂抑制生物柴油氧化及对排放影响的试验研究

  陈培红，王忠，吴婧，夏骅

  车用发动机. 2018, 0(4): 55-59. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-2222.2018.04.011

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  针对生物柴油氧化安定性较差、NO_x排放较高的问题，选用酚类抗氧化剂如迷迭香、茶多酚和丁基羟基茴香醚，分别添加到生物柴油中，测量了生物柴油在不同氧化时间下的过氧化值。在186F柴油机台架上，燃用添加不同抗氧化剂的生物柴油，测量了标定转速、不同负荷时的NO_x和HC排放。试验结果表明：与没有添加抗氧化剂的生物柴油相比，经过4 320 h后，添加迷迭香的生物柴油过氧化值最大降低了0.028 mol/kg,降幅近48%，生物柴油的氧化安定性得到明显改善；与B20调和生物柴油相比，添加迷迭香、茶多酚抗氧化剂的K1B20 与 K2B20调和生物柴油的 HC排放的平均值有小幅升高，添加丁基羟基茴香醚的BHAB20调和生物柴油的HC排放平均降幅为25%;标定转速不同负荷时，添加抗氧化剂，NO_x排放均下降，在75%负荷时，添加迷迭香的K1B20相对B20的NO_x最大降幅为9.4%。3种抗氧化剂中，迷迭香抗氧化剂对于提高生物柴油氧化安定性和降低柴油机燃烧生物柴油NO_x排放的效果最好。
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  汽油机喷油器光学油盘测试方法研究

  冶麟，陈泓，杜家坤，李钰怀

  车用发动机. 2018, 0(4): 60-64. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-2222.2018.04.012

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  在定容弹喷雾试验台上，利用平面激光诱导荧光原理搭建了光学油盘测试研究平台，试验研究了PFI及GDI汽油机喷油器的喷雾油束角度及落点特性，分析了喷雾记录时间段、时间间隔和喷孔数量对测试结果的影响规律。研究结果表明，光学油盘法对不同孔数的PFI喷油器和GDI喷油器都适用，其结果具有普适性。该方法测试数据与传统油盘法数据相近，结果具有较高的分辨率，且比油盘法测试结果更加直观。
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  燃油喷射压力对缸内直喷汽油机喷雾特性的影响

  钱丁超，段加全，刘耀东，王振喜，陈海娥，宫艳峰

  车用发动机. 2018, 0(4): 65-72. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-2222.2018.04.013

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  燃油喷射压力对混合气形成有直接影响，提高喷射压力可进一步降低直喷汽油机微粒排放。使用STARCD软件分别建立定容弹和发动机缸内喷雾计算模型，利用喷雾特性可视化试验进行喷雾模型有效性验证，其后分析了燃油喷射压力对喷雾贯穿距、索特平均直径等基本特性参数的影响，研究了燃油喷射压力对缸内混合气形成的影响。结果表明提高燃油喷射压力可有效促进燃油的雾化蒸发，加快混合气形成，提高混合气分布均匀性。
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  电控单体泵供油过程联合仿真研究

  赵万林，李国岫，王兰，李治洪，王杰，何双毅

  车用发动机. 2018, 0(4): 73-78. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-2222.2018.04.014

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  在Ansys Workbench平台上使用电磁-机-液三维联合仿真的方法，开展了单体泵燃油系统压缩供油过程仿真研究，分析了电磁系统、机械系统以及液力系统之间的关系。使用Maxwell和Fluent模块建立了电磁控制阀模型以及三维流场模型，利用UDF编程来实现不同模块间数据的传输，得到了阀芯动态响应特性以及流场特征参数随阀口开度的变化规律。
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  轴流式动力涡轮绝热效率特性的测试方法研究

  霍学敏，姚素娟，王振彪，阎瑞乾，辛鸿，梁玉明

  车用发动机. 2018, 0(4): 79-83. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-2222.2018.04.015

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  针对轴流式动力涡轮低转速、低膨胀比的技术特点，利用负载压气机作为耗功部件，搭建试验台架，采用温降法对轴流式动力涡轮的绝热效率特性进行测定。试验过程中，根据相似原理对动力涡轮的设计工况参数进行相似化处理，采用低温（80 ℃以下）驱动方式进行测试；为了提高测试精度，采用了电加热调温、管路包裹、出口稳压处理等措施。试验结果表明：利用负载压气机作为耗功部件，采用温降法并综合各种技术措施，能够满足轴流式动力涡轮绝热效率特性的测试要求。
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  基于Zigbee的活塞顶面瞬态温度遥测系统

  任姣，张卫正，原彦鹏，张帅，郦绍光

  车用发动机. 2018, 0(4): 84-88. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-2222.2018.04.016

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  针对快速稳定地采集与传输内燃机活塞顶面瞬态温度数据的问题，设计了一套活塞顶面瞬态温度采集系统，分别对硬件系统和软件系统进行了设计与开发。该系统采用高可靠性、低成本、低功耗的Zigbee无线通信技术，克服了红外测试过程中油雾干扰与安装困难以及蓝牙测试过程中高功耗等问题。将所设计的系统在4100QB2柴油机上进行实机试验验证，结果表明该系统在高温、高往复加速度环境下具有良好的可靠性与较高的测试精度。
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  柴油机涡轮增压器冷却数值研究

  赵丕欢，冀翼，杨建文，史丽媛

  车用发动机. 2018, 0(4): 89-92. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-2222.2018.04.017

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  某柴油机在标定点工作时涡轮箱进气口排气温度为763 ℃，要求增压器在此温度下能长期可靠工作。在考虑压气机端和涡轮端流场对轴承体进行热传递的情况下，运用CFD软件进行热流固耦合分析，得到非水冷轴承体与水冷轴承体浮动轴承温度场和涡端密封环处的温度，以评价增压器工作的可靠性，并通过试验验证数值仿真的准确性，为增压器冷却性能的进一步研究提供依据。