过程考核在发动机原理本科教学当中的应用研究

发动机原理的课程体系庞大而复杂,主要涉及到热力学、传热学、力学、机械、材料及热处理和发动机构造课程等。单一的期末考试的考核方式难以对学生所学知识进行全面的考核。结合本门课程的教学目标和教学特点,提出了针对某些内容增加相应过程考核的考查方式,以全面考核和促进学生的知识掌握,并提升相应的分析问题解决问题的能力。课程全部的考核包括平时表现考核、大作业考核、期中考核和期末考核。在解决全过程考核所遇到的问题的基础上,过程考核有利于提升整体教学效果。     

电磁阀控制脉宽对发动机可变气门系统压力波动的影响

液压油压力波动现象直接影响电-液式可变气门系统气门附加升程的启-闭特性,进而间接影响缸内气体状态参数。基于自主研发的DK4A柴油机电-液式可变气门系统工作过程,建立了压力波动系统化评价参数,并通过该评价参数,分析了电磁阀的控制脉宽(8～20)ms对柴油机可变气门系统压力波动的影响规律。试验研究结果表明:波峰峰值压力P_2随控制脉宽的增加而增加,而峰值相位α_5后移;控制脉宽≥12ms时,液压腔内液压油在波动区间β_5内出现了压力波动维持阶段,且控制脉宽越大,波动维持阶段越长,波动率及波动方差均出现了先增加后减少的趋势;区间β_6的压差及压力突变率和β_7的波动率及波动方差均呈现出先增大后减小的变化规律;区间β_8波动始点压力值逐渐降低,始点相位α_8及波动消失点相位α_9逐渐滞后。     

柴油机凸轮-液压式气门启闭特性实验研究

自主开发一套电控液压进气门晚关机构(EHLIVC),将该机构应用在DK4A柴油机缸盖上,并搭建EHLIVC系统的试验台架,通过实验研究供油压力和控制脉宽对EHLIVC系统的气门启闭特性的影响规律。研究发现:供油压力对附加升程关闭动作完成时间影响很小,但供油压力对气门附加升程开启动作完成时间影响明显,附加升程开启动作完成时间随供油压力的增大而呈现线性减小的趋势;供油压力对附加升程开启延迟影响不大,但对附加升程关闭延迟影响明显,供油压力越大,关闭延迟越小,供油压力超过4.5 MPa时,关闭延迟基本保持不变;控制脉宽对附加升程开启、关闭延迟影响均不大,但对附加升程开启持续时间影响明显,附加升程开启持续时间随脉宽的增大而呈现线性增长的趋势。     

两级增压流通特性对柴油机高密度-低温燃烧过程的影响机制的基础研究与进展

以高密度-低温燃烧理论体系为基础,针对两级增压柴油机流通特性对气路系统相关参数、混合历程、燃烧反应和排放生成的影响机理等基础科学问题进行研究,提出合理组织缸内高密度充量在时间与空间的不均匀分布状态,以及柴油的雾化和分布特性是改善柴油机燃烧特性与排放特性的关键,而协调超高增压技术与喷油策略、可变气门技术、EGR技术的耦合关系是重型柴油机在全工况范围内实现高效清洁燃烧的技术路线。     

定容燃烧火焰传播半径测量准确度的研究

利用MATLAB软件编写了纹影图片批量处理程序,从火焰传播各方向上获得半径值,提出以半径均值、半径均值相对误差和半径提取值标准偏差3个指标来评价火焰传播半径的分布状态.研究表明:点火电极是导致火焰传播失真的重要原因,通过优化排除点火电极的影响角度范围(γ为65°～115°和245°～295°)来减小测量误差;优化后,半径均值增幅为0.96%～2.08%,半径均值相对误差减小为-0.06～0.86,半径提取值标准偏差减幅为44.20%～71.33%.综合考虑,在初始温度Tu=323 K、初始压力pu=0.1 MPa、当量比φ=1.0和稀释率φr=6%工况下,优化选择的火焰传播半径测量角度步长Δθ=6°.     

柴油/甲醇双燃料发动机标定系统设计

针对柴油/甲醇双燃料发动机开发和优化匹配,设计柴油/甲醇双燃料发动机标定系统,具体包括发动机改造、电控单元、通信模块和标定平台4部分。开发完成后经实验验证,设计开发的标定系统能够连续高效运作,快速调控发动机控制参数,同时具备实时监测发动机关键运行参数的功能。该标定系统能满足双燃料发动机开发与优化匹配要求。     

涡轮端旁通阀开度对增压柴油机排放和热效率的影响

以WP12重型柴油机为研究对象,通过涡端旁通阀调整两级增压系统的能量分配比例,进而影响工况的当量比,协调排放量与热效率之间的矛盾。实验结果表明:随着涡轮端旁通阀开度的增加,高压级涡轮膨胀比和高压级压气机增压比均减小,进气流量减少;在低转速工况下,进气量的减小导致碳烟排放恶化,有用功明显减小,而换气负功变化微弱,热效率下降;在中高转速工况下,当涡轮端旁通阀开启8%时,排放基本不恶化,换气负功大幅减少是促使柴油机有效热效率提高的主要原因。       

高压共轨喷油器可变续流驱动电路的设计研究

基于提升保持(PeakHold)驱动方式不同电流释放阶段对下降速率的需求,进行了可变续流喷油器驱动电路设计与性能研究。电路设计采用高、低边及单电源驱动,在高边MOS源极设置反向二极管及电容接地,在低边MOS漏极设置二极管接驱动电源。通过改变不同阶段高低边MOS开关逻辑,使用不同有效续流回路决定电流下降快慢以满足PeakHold需求。试验表明:与通过匹配阻抗而折中电流下降速率的RD续流(R=10Ω)相比,可变续流驱动电路喷油量控制精度提高,喷油器关闭阶段时间缩短了30μs,喷油量循环变动率在大油量时下降了0.36%,在小油量时降低了2.86%;此外,可变续流驱动电路在电流关闭阶段利用喷油器线圈释放电磁能向驱动电源充电,使喷油器电磁铁驱动能耗降低。在大油量时,可变续流驱动电路驱动电源电压下降幅度减少了1.5V,其恢复时间缩短了0.5ms。由于能耗降低,电路发热量减少,可变续流驱动电路最高温度仅37℃,比RD续流下降了127℃。