2020年, 第0卷, 第6期　
刊出日期：2020-12-25

  

• 全选
  |

栏目
• Select
  基于排气能量调节的柴油机相继增压切换过程控制研究

  周文杰，程江华，邢卫东，石磊，邓康耀

  车用发动机. 2020, 0(6): 1-6. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-2222.2020.06.001

  摘要 ( )   可视化   收藏

  针对柴油机相继增压系统切换过程排气能量瞬态变动造成柴油机转速波动大的问题，提出了利用旁通阀进行切换过程瞬态排气能量控制，从而实现切换过程平顺控制的方法。建立了GT-Power/Simulink 相继增压耦合仿真计算模型，对切换过程中排气能量对相继增压切换过程以及柴油机切换转速的影响规律进行了研究。仿真结果表明：通过提高切换转速以及合理的阀门控制方法可以减小切换时的排气能量损失，使切换时柴油机的转速波动幅度减少至25 r/min。
• Select
  复杂进口边界对高压级压气机性能影响分析

  肖祥煜，马朝臣，施新，张航

  车用发动机. 2020, 0(6): 7-12. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-2222.2020.06.002

  摘要 ( )   可视化   收藏

  建立了带有级间管道的高压级压气机模型，对比分析了在均匀进气条件和非均匀进气条件下，下游高压级压气机的流场变化。结果表明：不论是均匀进口边界条件还是不均匀进口边界条件，高压级进口都出现了明显的周向畸变，压力呈现“外高内低”的分布形式，在弯管和直管的转换处，存在流动漩涡，说明高压级进口的周向畸变主要是由于高压级进口弯扭形状的管路引起的。此外，通过对高压级压气机叶间流场进行分析，发现50%槽道展向高度位置的流场明显受到蜗舌引起的周向不均匀压力场的作用，即蜗舌的左侧都存在明显的高熵区域，这可能是由于蜗舌处高静压的作用，导致蜗舌左侧气流流动受阻，从而诱发流动分离所致。在90%槽道展向高度位置，蜗舌的作用减弱，间隙泄漏流动引起的损失更加明显。
• Select
  面向增程式电动汽车的高效汽油机试验研究

  王一戎，徐焕祥，沈源建，马帅营

  车用发动机. 2020, 0(6): 13-18. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-2222.2020.06.003

  摘要 ( )   可视化   收藏

  随着汽车动力总成电气化趋势的加速，发动机面临更加严峻的升级压力，但这也给高效发动机设计开发提供新的思路。本研究针对应用于增程式电动汽车的汽油机，通过专门开发的单缸机，分析了均质稀薄燃烧、缸内喷水冷却以及废气再循环等技术对该单缸机实际燃烧过程的影响，研究了各项技术对达到45%有效燃油热效率的贡献度，为未来高效发动机设计优化提供新的思路。
• Select
  压缩比及EGR对直喷米勒循环汽油机性能影响的试验研究

  李云虹，杜家坤，秦博，陈泓，江枭枭，李艮坤

  车用发动机. 2020, 0(6): 19-23. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-2222.2020.06.004

  摘要 ( )   可视化   收藏

  针对发动机小型化、节能减排的趋势及实现汽油机高热效率的目标，在一台3缸涡轮增压直喷汽油机上综合研究了压缩比及废气再循环（EGR）技术对发动机燃烧和排放的影响。结果表明：提高压缩比有助于改善汽油机中低负荷工况燃油经济性，但对于大负荷工况的改善效果不明显，尤其对于外特性工况，由于爆震的限制，提高压缩比会导致油耗明显恶化。通过引入再循环废气，可优化燃烧过程，抑制爆震的发生，中等转速中等负荷工况下，引入20%EGR后可使燃油消耗率降低达6.9%，但对于转速2 000 r/min，平均有效压力0.2 MPa特征工况，油耗改善不明显。综合高压缩比与EGR的作用后，可扩大EGR的作用负荷工况范围，进一步改善燃油经济性。
• Select
  增压方式对柴油机配气相位的影响规律研究

  江嘉堃，李向荣，陈彦林，谢亮，何剑丰，刘福水

  车用发动机. 2020, 0(6): 24-30. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-2222.2020.06.005

  摘要 ( )   可视化   收藏

  通过一维仿真的分析方法，在某六缸柴油机以及相同缸径冲程单缸机的标定工况下，研究增压方式对柴油机换气过程以及整机性能的影响规律，并总结出了最佳配气相位的选取原则。由于涡轮增压六缸机和模拟增压单缸机增压方式不同，导致进排气状态不同，采用相同优化顺序和计算方法，单缸与六缸计算所得到的最佳配气相位差异明显，选取原则也有所不同。涡轮增压六缸机和模拟增压单缸机的最佳进气门晚关角和排气门早开角的选取原则相同，分别为“充量系数最大”和“有效功率最大”，但具体角度不同；最佳进气门早开角的选取原则分别为“实际进气量最大”和“有效功率最大”；最佳排气门晚关角的选取原则分别为“实际排气量最大”和“有效功率最大”。在2 500 r/min标定工况下，六缸优化方案的功率、扭矩等动力性指标相较于单缸方案和原机方案分别提高约1.5%和2.6%，循环进气量分别提高约1.2%和3.4%。验证了仿真方法的有效性。
• Select
  基于米勒循环的柴油机缸内燃烧CFD仿真分析

  胡益，倪计民，石秀勇，管志云

  车用发动机. 2020, 0(6): 31-37. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-2222.2020.06.006

  摘要 ( )   可视化   收藏

  在ProE中建立某发动机气缸与进排气管道三维模型，使用Boost软件确定燃烧模型的初始压力和温度。通过Converge软件导入发动机气缸与进排气管道三维模型以及初始条件，并建立燃烧模型，计算M0（正常进气，米勒度为0）与M-50（米勒循环，米勒度为-50）的燃烧情况，分析米勒循环对缸内流动和燃烧的影响。通过对发动机在1 000 r/min工况下流场的比较发现，压缩过程中M0更利于均匀混合气的形成，燃烧前期M-50更利于均匀混合气的形成。通过对湍动能的分析可知，湍动能较高的区域与喷雾区域相同，燃烧期间的湍动能主要受到油束扩散的影响。
• Select
  车载SOFC蓄电池混合动力系统设计与性能分析

  马帅，胡笑颖，王晓东，朱雁军，赵莹，王孝强，董长青

  车用发动机. 2020, 0(6): 38-47. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-2222.2020.06.007

  摘要 ( )   可视化   收藏

  基于复杂多变边界条件，设计了以蓄电池为主要驱动电源、固体氧化物燃料电池（SOFC）为辅助电源的串联式混合动力系统，并对整车动力系统的关键部件进行参数匹配设计。利用Advisor软件对SOFC蓄电池混合动力系统进行建模仿真，并从轻量化设计的角度与原电动汽车进行对比。仿真结果表明，设计的混合动力系统能够满足车辆的动力性和经济性要求，弥补了电动汽车行驶里程短、续航能力差的缺点，同时降低了蓄电池系统峰值功率的需求，延长了蓄电池的寿命。续驶里程的影响因素分析表明，设计的混合动力系统能够达到预期600 km的里程目标，展现了SOFC在未来交通领域的发展潜力。
• Select
  基于双模式优化算法的并联混合动力汽车能量管理策略研究

  张新亮，周童

  车用发动机. 2020, 0(6): 48-52. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-2222.2020.06.008

  摘要 ( )   可视化   收藏

  借鉴随机动态规划的思想，将新欧洲标准行驶循环NEDC下的驾驶员需求功率抽象为随车速变化的随机过程。根据需求功率的转移概率矩阵，将整车的能量管理策略求解问题简化为对发动机输出扭矩的优化问题，并利用离散粒子群算法对挡位选择进行优化。在维持动力电池组荷电状态（SOC）平衡和挡位效率最佳的约束下，以等效燃油消耗量最小为目标，通过策略迭代法得出当前发动机的最优输出扭矩。利用Matlab建模仿真，试验表明，与基于规则的能量管理策略相比，提出的控制策略在满足标准循环工况NEDC车速要求的前提下，燃油消耗量降低了9.42%。
• Select
  基于两段喷射策略的柴油喷雾燃烧特性研究

  张士钱，毕庆

  车用发动机. 2020, 0(6): 53-59. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001 2222.2020.06.009

  摘要 ( )   可视化   收藏

  基于单缸二冲程光学发动机，开展了相同热力学条件下正十二烷在不同喷射策略下的油气混合及燃烧过程的可视化研究。采用高速纹影成像观测喷雾几何形状的瞬态变化并测量火焰浮起长度，通过气缸压力曲线来计算放热率以研究整个燃烧过程。燃油两段喷射策略的不同点主要在于不同的喷油间隔及初次喷油量。试验结果表明，喷油间隔和初次喷油量对第二次着火延迟期和火焰浮起长度没有明显影响，但火焰浮起长度对喷油间隔相较着火延迟期更敏感；整个喷射过程的总燃烧效率不会随喷油间隔或初次喷油持续期的变化而变化，但第二次喷射的燃烧效率总是高于初次燃油喷射的燃烧效率。
• Select
  基于增益调度的高压共轨柴油机轨压控制研究及验证

  于正同，王骥超，韩冰洁，付立斌

  车用发动机. 2020, 0(6): 60-64. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-2222.2020.06.010

  摘要 ( )   可视化   收藏

  柴油机运行过程中，因工况切换及高压油泵和喷油器的工作特性易导致轨压控制滞后和异常波动，影响喷油控制精度，降低发动机的工作性能。设计了一种高压共轨柴油发动机轨压控制算法，该控制算法以共轨管燃油流量守恒为基础，采用基于增益调度的PID控制算法对发动机全工况下轨压统一处理控制。利用Matlab/Simulink对轨压控制算法建模仿真并生成代码，集成下载到自主研制的高压共轨发动机控制器中，完成了发动机台架试验。台架试验结果表明：在起动和稳态工况下，轨压波动差值控制在±2.0 MPa以内；在动态工况下，轨压波动差值控制在±3.0 MPa以内。该轨压控制算法具有良好的跟随性和响应速度，提高了轨压控制精度，能够满足高压共轨发动机轨压控制要求。
• Select
  涡轮增压器气动噪声控制方法研究

  孙云龙，雷超群，陈良，吴广权，占文锋，段心林

  车用发动机. 2020, 0(6): 65-70. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-2222.2020.06.011

  摘要 ( )   可视化   收藏

  涡轮增压技术作为发动机小型化和节能减排的重要技术手段，获得了广泛的应用，但车辆动力性能及加速性要求越来越高，使得涡轮增压器气动噪声问题日益凸显。重点对涡轮增压器脉冲啸叫噪声及Whoosh噪声两种常见气动噪声的发生机理进行研究，提出了脉冲啸叫噪声的测试工装标定方案，对压气机入口的矩形环槽方案进行了CFD流场分析，依据分析结果制定了抑制Whoosh噪声的开槽方案。结合某款汽油涡轮增压发动机量产开发进行试验验证，试验结果表明，以上噪声优化控制方法有效地抑制了涡轮增压器相关噪声，实现了整车优秀的NVH品质。
• Select
  电子风扇和电子节温器联合控制策略研究

  程振徐，倪计民，郝真真，马信元，王琦玮

  车用发动机. 2020, 0(6): 71-76. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-2222.2020.06.012

  摘要 ( )   可视化   收藏

  以某车型冷却系统为研究对象，对电子风扇和电子节温器联合控制策略进行了研究。利用GT-COOL软件建立了冷却系统一维仿真模型，通过研究冷却液温度对发动机燃油消耗率的影响，将冷却液目标温度定为95 ℃，通过电子风扇与散热器和发动机的匹配研究建立电子风扇转速脉谱图，制定了基于电子风扇转速脉谱图的电子风扇和电子节温器联合控制策略，并在24种工况下研究了联合控制策略对风扇耗功的影响。结果表明：联合控制策略可以精确控制风扇的转速，降低风扇功耗；引入电子风扇转速脉谱图后，冷却系统对冷却液温度的控制精度大大提高，响应速度更快，在3 000 r/min、50%负荷工况下，温度波动降低了9.3 ℃，调整时间缩短了76 s。
• Select
  发动机动态试验直采测试影响因素研究

  田茂军,黄德军,徐辉,唐卜,张谦益,邓力

  车用发动机. 2020, 0(6): 77-82. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-2222.2020.06.013

  摘要 ( )   可视化   收藏

  为了研究影响发动机动态试验直采测试结果的主要因素，在理论分析的基础上，利用一台柴油机，通过改变不同的测试参数，结合直采和全流稀采结果进行对比分析。结果表明：全流稀采结果受测试参数的变化影响较小；直采测试排气组分瞬时浓度与排气质量流量按照转换时间对齐与否是影响排放结果准确性的关键因素；排气管长度变化会导致转换时间改变，该影响可通过测试CO2延迟予以修正；直采采样频率较低时，直采结果相对全流稀采结果偏差的散差会变大；空气流量计后管道长度变化对直采结果的影响较小。
• Select
  柴油机多元信号自适应分解方法比较

  顾程，乔新勇，靳莹，韩立军

  车用发动机. 2020, 0(6): 83-89. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-2222.2020.06.014

  摘要 ( )   可视化   收藏

  针对单一信号通道反映故障信息不全面、不准确的问题，提出利用多元变分模态分解（MVMD）处理多通道信号提取故障特征，实现故障诊断。首先通过构建多分量调制仿真信号，分析比较MEMD、NAMEMD和MVMD的分解效果，然后利用MVMD对柴油机4个通道振动信号进行自适应分解，提取每层分量的能量分布作为故障特征，最后利用支持向量机对不同失火故障进行了识别。结果表明，MVMD在抑制模态混叠和分解效率上均优于其他两种算法，且能够有效识别柴油机不同类型失火故障。