2019年, 第0卷, 第2期　
刊出日期：2019-04-25

  

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  机电液辅助增压技术的发展及应用分析(一)

  张继忠，张树勇，吴建全，霍学敏，孙惠民，刘毅

  车用发动机. 2019, 0(2): 1-9. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-2222.2019.02.001

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  增压技术推动了往复活塞式发动机的发展，随着新技术、新材料、新工艺的综合应用和机电一体化的发展，涌现了许多新型增压技术。本研究从分析增压技术发展趋势入手，对增压技术的未来发展作了预测性分析，提出了未来增压发展的技术特征；通过跟踪机械增压、电动增压、电辅助增压、液力驱动机械增压等几种离心式辅助增压技术的发展，研究了机、电、液、气4种能量形态耦合驱动的应用特点，研究了不同型式增压器的复合应用特点，比较了这几种增压型式的技术特点；对大功率、大排量车用发动机的应用可行性进行了分析。
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  动态跳跃点火（DSF）停缸技术节油效果

  钱国刚，吴迪，秦宏宇，陈豪，Robert Wang

  车用发动机. 2019, 0(2): 10-15. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-2222.2019.02.002

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  动态跳跃点火(DSF)为一项全可变停缸技术，发动机的每一个气缸都可以动态地执行停缸操作。其控制逻辑对停缸作出适当搭配，在兼顾NVH的同时，赋予了发动机更广泛的停缸范围，停缸缸数增加，节油能力优于传统停缸技术。基于车辆实测解析评估，一款1.4T轿车改装DSF在中国工况CLTC_P下的节油效果近于怠速起停的收益，例如7%左右。DSF在不同工况下节油效果有差别，数据显示NEDC循环下节油率略优于CLTC_P循环。DSF可以与48 V技术、智能控制技术、米勒循环发动机及均质稀燃发动机技术相配合，达成综合节油，这些组合为汽车厂家满足第五阶段油耗目标值提供了技术选项。
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  DOC+CDPF+SCR对轻型柴油机排放特性的影响

  楼狄明，谭畅，谭丕强，胡志远

  车用发动机. 2019, 0(2): 16-21. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-2222.2019.02.003

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  为研究DOC+CDPF+SCR对轻型柴油机动力性、经济性、排放性的影响，以一台满足国五排放法规的轻型柴油机作为样机，加装DOC+CDPF+SCR后处理系统后进行了台架试验研究。结果表明：加装DOC+CDPF+SCR后处理系统对柴油机的动力性和经济性有一定影响，外特性下扭矩平均降幅为1.3%，负荷特性下燃油消耗率平均升幅为2.6%。DOC+CDPF+SCR能有效降低柴油机的NO_x，THC,CO以及颗粒物排放。DOC主导净化THC和CO，对颗粒物也有良好的减排能力；SCR主导净化NO_x，排气温度较低时转化效率不高；CDPF主导净化颗粒物排放，对中小粒径颗粒物的净化效率更高。PN和PM平均减排率分别为99.1%和96.6%。
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  机油元素组分对低速早燃与超级爆震的影响

  吴天宝，范亚东，李雪松，许敏

  车用发动机. 2019, 0(2): 22-27. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-2222.2019.02.004

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  随着发动机的逐步强化，发动机低速大负荷工况下爆震倾向增加，而非正常着火的低速早燃现象是超级爆震的必要不充分条件。通过一台增压直喷发动机的台架试验，得出了早燃发生时刻的提前程度与缸压振荡峰峰值和最大缸压之间的关系，阐述了早燃发生时刻与其发展结果之间的关联；探讨了不同元素组分的机油添加剂对早燃发生频次的影响，重点阐述了机油添加剂中镁元素的作用，同时分析了钙元素对早燃发展为超级爆震发生的次数、概率以及超级爆震强度的影响。
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  压电式喷油器多参数优化匹配研究

  刘楠，刘振明，龚鑫瑞，黄新源，周磊

  车用发动机. 2019, 0(2): 28-33. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-2222.2019.02.005

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  作为新兴的驱动控制技术，压电式喷射技术由于快速的动态响应特性，为柴油机精确的小油量、多次喷射提供了可靠保证。针对自行研制的压电式喷油器，基于AMESim软件建立了压电喷油器一维电机液耦合数学模型，以喷油器针阀响应特性指标为优化对象，获得对喷油器响应特性影响权重较大的结构参数，分别采用正交试验优化（DOE）和遗传算法优化方法对关键结构参数进行多目标优化。结果表明：优化后针阀开启延迟缩短了16%，开启时间减少了23.6%，关闭延迟缩短了13.6%，关闭时间减少了13.3%，针阀响应特性获得了很大提高，有利于实现小油量喷射和多次喷射。

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  喷射参数对单喷孔CNG缸内直喷发动机混合过程的影响

  曾东建，朱震南，段旭东，吴浩，刘成豪，何柏君

  车用发动机. 2019, 0(2): 34-41. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-2222.2019.02.006

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  利用数值模拟的方法，研究了喷孔直径、喷射脉宽和喷射提前角对单喷孔CNG缸内直喷的可燃混合气形成和浓混合气区域中心变化过程的影响，并利用纹影法对比了试验与仿真计算射流长度和宽度，验证了计算模型。结果表明，喷孔直径过小，浓区中心较偏向于燃烧室壁面，可燃混合气在涡旋受挤压后形成速度快；喷孔直径过大，涡旋受挤压后气体动能低，浓区中心靠近燃烧室壁面，缸内混合气形成较差；喷射脉宽增加，可燃混合气形成速度与总量增加，浓区中心靠近燃烧室壁面；当喷射脉宽过长，射流形态发生变化，影响了可燃混合气的形成；喷射提前角越小，涡旋受挤压后气体动能越大，可燃混合气生成速度越快，但可燃混合气受混合时间的影响，并且，浓区中心易受涡旋气体运动的影响；合理优化喷孔直径、喷射脉宽、喷射提前角均有利于获得均质混合气，但优化喷射脉宽和喷射提前角更有利于均质混合气的增加。
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  考虑进气冷却的柴油机活塞温度场分析

  赵立普,王静超,徐天舒,张俊红

  车用发动机. 2019, 0(2): 42-49. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-2222.2019.02.007

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  考虑进气过程对缸内气体温度和活塞顶面温度分布的影响，通过柴油机缸内燃烧过程仿真获得活塞顶岸对流传热系数、燃气温度曲线以及活塞组热边界条件，进行了柴油机冷起动和标定工况下的活塞温度场分析，利用活塞测温试验对仿真分析结果进行了验证。结果显示，考虑进气冷却影响的活塞温度场计算结果精度较高，与实测特征点温度的相对误差在6%以内，为活塞应力应变分析和结构优化设计提供了准确的边界条件和有意义的参考。
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  压气机性能变化对发动机瞬态性能的影响

  黄强炜，倪计民，王琦玮

  车用发动机. 2019, 0(2): 50-55. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-2222.2019.02.008

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  基于某1.5 L涡轮增压汽油机，研究了压气机特性参数对发动机低速低负荷瞬态性能的影响。在GTPower中建立稳态仿真模型并验证，进而构建瞬态仿真模型。采用定转速增转矩的方式进行发动机瞬态性能研究，并建立三种瞬态响应指标用于分析。通过改变压气机特性参数中高效率区在高低压比、大小流量范围内的分布并分析瞬态性能评价指标，可知高效率区处在高压比范围时瞬态性能得到优化；当在该范围内改变比例为20%时，瞬态响应变快68%。研究结果表明，压气机高效率区在高低压比、大小流量范围内的不同分布有助于改善发动机瞬态性能。
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  活塞销涂层应用试验研究

  陈波，张利敏，赵志强，高丽英

  车用发动机. 2019, 0(2): 56-59. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-2222.2019.02.009

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  基于活塞销涂层考核试验方案，借助摆动摩擦磨损试验机，开展CrN和DLC涂层活塞销应用试验研究。试验摩擦温升及宏观磨损形貌分析结果表明：采用CrN和DLC涂层的活塞销比无涂层活塞销具有抑制温升的作用，CrN涂层活塞销耐磨和抗咬合性更优，而DLC涂层活塞销减摩效果相对更优。
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  锯齿形涡发生器在车用散热器中的应用研究

  刘亚东，刘佳鑫，王宝中，蒋炎坤

  车用发动机. 2019, 0(2): 60-66. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-2222.2019.02.010

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  为了保证工程车辆散热器工作稳定性，降低空气侧涡流产生的影响，针对散热器翅片几何特征进行改进。首先，对比管片式散热器模型的仿真结果与试验数据，以验证仿真模型的准确性；然后对安装锯齿形涡发生器的散热器模型进行仿真，计算改进前后散热器JF因子并进行比较；最后，对不同涡发生器结构参数下的散热器进行对比分析。结果表明：空气速度在2~12 m/s区间时，新散热器的JF因子高于原散热器，当流速为12 m/s时，改进散热器的JF因子高出约30%；对比分析不同涡发生器结构参数水平下的散热器，气流攻角30°和涡发生器高度2.34 mm对散热器传热系数和压力损失影响最大，涡发生器宽度变化对其影响很小，锯齿高度对压力损失影响较大，但对传热系数影响很小。
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  基于混沌时间序列LS-SVM的车用锂离子电池SOC预测研究

  徐东辉

  车用发动机. 2019, 0(2): 67-71. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-2222.2019.02.011

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  对锂离子电池动力学系统进行了非线性特性分析,并判别了其混沌特性。采用相空间重构技术恢复锂离子电池动力学系统原有的混沌特性，得到多维状态空间的时间序列，利用LS-SVM模型对重构后的时间序列进行预测，获得荷电状态 (State of Charge,SOC)的预测值。仿真结果表明：与BP神经网络预测模型相比，该预测方法具有较高的预测精度和较好的适应性，对实际应用具有一定的指导意义。
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  天然气-柴油双燃料发动机RCCI燃烧性能研究

  董诚，申立中，封其超

  车用发动机. 2019, 0(2): 72-76. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-2222.2019.02.012

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  将YN38CRD2柴油机改装为天然气柴油双燃料发动机，相对原机改动不大。与原机相比，改装后的双燃料发动机动力性基本保持不变，燃油经济性得到改善。双燃料发动机可以实现反应可控压缩着火（RCCI），排气温度也相对较低，纯柴油模式和双燃料模式转换方便，并具有良好的可操作性，使得天然气柴油双燃料发动机的性能基本达到了设计目标。
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  丁醇-柴油双燃料发动机的燃烧和排放特性试验研究

  李鑫，董超，韩伟强，刘兴文，李博仑

  车用发动机. 2019, 0(2): 77-84. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-2222.2019.02.013

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  为了深入研究丁醇同分异构体在双燃料发动机上燃烧和排放的差异，基于1台重型6缸涡轮增压柴油机，在转速1 500 r/min、缸内循环总能量1 280 J/cycle工况下，针对正丁醇柴油和异丁醇柴油双燃料的燃烧和排放特性进行了试验研究。研究结果表明：随着柴油喷射定时的提前，正丁醇-柴油和异丁醇-柴油双燃料燃烧的最大缸内压力相位、放热率峰值相位和θ_CA10提前，最大缸内压力、缸内最高平均温度和燃烧持续期增加，放热率峰值和最大压力升高率先增大后减小，HC，CO和颗粒物排放降低，而NO_x排放先增加后减少。在相同的柴油喷射定时和丁醇替代比条件下，相比于正丁醇-柴油双燃料燃烧，异丁醇-柴油双燃料燃烧的θ_CA10，θ_CA50和θ_CA90均提前，滞燃期和燃烧持续期变短，最大缸内压力、放热率峰值和最大压力升高率降低，HC和NO_x排放较高，而CO和颗粒物排放较低。
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  冷却系统热管理测试分析

  刘系暠，豆佳永，张静，谭建松，张艳青

  车用发动机. 2019, 0(2): 85-92. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-2222.2019.02.014

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  在一辆搭载1.5T增压直喷汽油机和6速自动变速箱的B级车上，针对冷却系统进行了热管理改制与效果测试，取得了至少2%的NEDC循环油耗降低。研究结果表明：燃油消耗率降低最主要的原因是发动机快速暖机，其中机体壁温的快速升高比冷却液快速升温更为重要；冷却液对发动机润滑油的加热对于降低燃油消耗率作用低于预期，发动机润滑油的升温主要依靠机体壁面传热；冷却液对发动机变速箱油的加热作用明显，但受限于NEDC循环时间，节油贡献较小，在更长的WLTC循环或实际驾驶循环中，节油贡献会更大。