并联混合动力汽车发动机低温冷起动过程分析

通过对并联混合动力汽车发动机进行冷起动试验,研究了超级电容、ISG电机和发动机在冷起动条件下的性能,同时分析了混合动力汽车发动机的冷起动过程.利用冲击起动,发动机在ISG电机的拖动下,克服冷起动初期的摩擦力矩,达到了理想的点火转速,减少了冷起动持续时间,优化了发动机冷起动性能.     

ISG混合动力汽车起动及加速策略

混合动力车的怠速停机功能既增加了起动次数又会减缓催化器起燃,对排放产生不利的影响,因此必须对混合动力起动过程进行专门的优化.为了满足驾驶性和加速性能,传统车辆加速时发动机提供的瞬态燃油必然会恶化排放性能,因此加速过程的瞬态排放成为排放控制的另一难点.基于ISG电机的快速响应特性以及性能参数,对ISG混合动力车的起动及加速策略进行了优化.对冷机及热机的起动空燃比进行控制;提出了ISG快慢转矩的概念,以ISG转矩代替传统车的瞬态燃油,确定了理想的混合动力起动及加速的ECU和VCU参数.对混合动力车以不同模式进行NEDC循环测试,试验结果表明,混合动力起动避免了传统车起动时的过浓喷油,ISG转矩有效地取代了传统车加速时的瞬态燃油,使混合动力车在节油的同时较大地改善了排放性能.     

电控喷射LPG发动机冷起动失火特性

为加强冷起动阶段的排放控制,在一台125 cm3单缸电控喷射LPG点燃式发动机上进行了冷起动失火特性的试验研究.通过程序设计,以电控断点火方式造成发动机在所设定循环的完全失火,研究了冷起动过程不同循环在单循环失火、连续两循环失火和连续三循环失火的起动转速和HC排放,并对冷起动前120循环在不同失火率时的HC排放进行了研究.通过试验找到了影响LPG发动机冷起动过程起动转速和HC排放的关键着火循环,即理想的首次着火循环及其次循环.发动机理想的首次着火循环失火对起动时的HC排放和转速影响最大.在首次着火循环的下一循环失火对起动HC排放影响次之,而其余循环的失火对起动HC排放影响基本相同.提高起动初期发动机转速有利于后续循环的稳定运行.HC排放与失火率呈一定比例关系.失火率增加1倍时,HC排放升高约1倍.当失火率超过500/时,HC排放总量急剧升高.     

PFI汽油机快速拖动起动控制策略与碳氢排放

搭建了汽油机起动过程模拟试验平台,对比分析了采用普通起动马达和ISG(起动/发电一体化)电机高转速拖动起动时,汽油机的瞬时转速、气缸压力、燃油补偿系数、进气压力、点火时刻、HC转化效率、排气温度及瞬态HC排放浓度的变化规律。试验结果表明:随着拖动转速升高,进气压力降低,进气量减少,燃油蒸发时间缩短,雾化不充分,缸内发生失火的可能性增加,瞬态排放急剧升高,并与冷却液温度有着对应关系。通过瞬态燃油补偿可以改善汽油机起动后若干工作循环混合气偏稀的情况,降低HC排放。推迟点火,可提高排气温度,但冷机和热机状况下三效催化器转化效率存在较大差异。暖机后,当点火提前角为-10°CA时,三效催化器能在40s内起燃,HC转化率在60s内达到90%左右。     

混合动力汽车发动机起动过程阻力矩研究

为研究功率分流式混合动力汽车发动机起动过程,建立了动态阻力矩模型,在此基础上开展了发动机缸内压力试验,基于泵气阻力矩和往复惯性力矩公式,结合试验参数和数据,通过Matlab/Simulink对泵气阻力矩和往复惯性力矩进行了仿真计算。在30℃水温条件下开展了摩擦阻力矩试验,获取了静摩擦与动摩擦阻力矩数据。为研究节气门开度、初始曲轴转角和发动机水温对起动过程阻力矩的影响,开展了各转速下不同节气门开度缸内压力试验、不同初始曲轴转角静摩擦阻力矩试验和不同发动机水温动摩擦阻力矩试验,通过不同初始曲轴转角发动机拖转试验对动态阻力矩模型进行了验证。结果表明:通过对混合动力发动机起动过程阻力矩进行理论建模与试验,可以准确模拟混合动力发动机起动过程中的动态阻力矩特性。     

汽油醇混合燃料发动机冷起动排放特性研究

随着国Ⅲ及以上排放法规的实施,对发动机冷起动过程排放的控制显得越来越重要.在一台3缸进气道喷射汽油机上开展了不同环境温度下醇类汽油混合燃料对冷机起动及其后怠速暖机过程排放特性的研究.研究中设计了一种新颖的排放采样系统,测量了冷起动和暖机过程的HC和CO排放.甲醇汽油与乙醇汽油混合燃料排放对比发现:甲醇汽油具有更加优良的冷起动排放性能.分别在环境温度为5℃、15℃和25℃时进行了甲醇汽油对冷机起动及怠速暖机过程排放特性影响的研究.研究表明:在相同的环境温度下,HC和CO排放随着试验燃油中甲醇添加比例的增加明显降低;甲醇汽油对发动机冷机起动及暖机阶段HC和CO排放的改善在温度较低时表现的更为明显,环境温度为5℃,发动机燃用M30时,HC排放可降低40%,CO可降低70%.     

冷却液温度对柴油机冷起动HC排放影响的研究

柴油机在冷起动和暖车以及低负荷运转时会排出大量含有未燃碳氢（HC）的蓝烟，给周围环境带来很大的危害。本研究通过对一台高速直喷式柴油机进行的试验，得出了未燃HC排放与发动机冷却液温度之间的变化规律以及发动机转速与负荷对未燃HC排放量的影响，从而为改善柴油机冷起动和暖车以及低负荷运转时的未燃HC排放提供依据。     

冷却液温度对柴油机起动首循环燃烧的影响

冷却液温度是柴油机起动过程中影响失火与燃烧不稳定性的重要因素。喷油首循环的燃烧对后续工作循环着火有较大影响。为了分析冷却液温度对柴油机起动首循环燃烧和排放的影响规律,利用基于循环控制的柴油机起动过程燃烧、排放测控系统,在一台单缸直喷式柴油机上进行了试验研究。试验结果表明冷却液温度对柴油机起动首循环燃烧的稳定性有较大影响。提高冷却液温度对于消除起动过程首循环燃烧状态的不稳定性具有较明显的作用。冷却液温度较低时,使着火滞后期增长,很容易导致失火或不完全燃烧现象,生成较高HC排放。试验也验证了所建立的测控系统为研究柴油机起动过程提供了一种有效的测试手段。     

基于超级电容的并联混合动力轿车的开发

采用基于超级电容的方案开发了单轴并联式混合动力轿车,设计了发动机管理系统、全浮式ISG电机、电控双离合器、电控双驱动空调等多项核心技术.研究了混合动力轿车系统的控制策略,优化了发动机和电机的扭矩分配,实现了节能和降低排放.对纯发动机电控系统的标定匹配试验,排放达到了欧-Ⅲ标准;对混合动力系统的起动和怠速优化试验,实现了混合动力的起动控制参数的优化匹配,降低了起动污染物的排放,提高了燃油的经济性.     

基于循环分析的发动机快速起动瞬态燃烧特性

针对一台进气道喷射式的汽油机搭建了快速起动.停机模拟测试平台.采用基于循环分析的方法,对比了在原车小电机拖动起动和采用模拟ISG(起动/发电～体化)大电机高拖动转速起动时发动机的瞬时转速、循环进气量、点火时刻、残余废气系数、燃烧持续期、排气温度以及瞬态碳氢排放浓度的变化规律.结果表明:在起动的初始阶段,快速起动时循环进气量减少,点火时刻推迟,残余废气系数增加,燃烧持续期变长,排气温度升高;快速起动与原机起动相比,热机状态下燃烧和排放特性的差异较冷机时大;冷机快速起动首循环失火引起碳氢排放浓度增加,热机快速起动碳氢排放浓度剧增并在第5循环达到最大值.     

起动转速对起动阻力矩的影响规律试验研究

在常温环境下,测试了一台6缸柴油机在80—340r／min下的平均起动阻力矩,采用单因素方差分析法,分析转速对平均起动阻力矩的影响规律,结果表明：平均起动阻力矩随转速升高先快速降低,然后趋于平缓,并存在一个160r／min的拐点转速,当转速在80～160r／min时,平均起动阻力矩快速减小,转速对起动阻力矩有显著影响;当转速在160—340r／min时,平均起动阻力矩有微小波动,转速对平均起动阻力矩影响不显著。     

柴油机涡流燃烧室起动孔起动机理的研究

作者根据采样样片分析,提出涡流室起动孔起动机理:压缩时有一股较高流速的空气射向涡流室,它能将扭曲的部分油拉向涡流室热区积聚,加强了起动时的空间混合成分,并形成浓度较高的区域,所以着火点首先在涡流室内形成,而在起动孔处还有油烟混合物泄向主燃烧室,它们能解脱火焰的窒息,获得连续着火而帮助起动。     

基于柴油发动机应用的起动系统可靠性探讨

本文简单介绍了电力起动系统的构成。分析了电控柴油发动机对起动机可靠性的影响,以及减速起动机在电力系统稳定性方面的优势,提出了通过三维模拟对驱动齿轮倒角设计进行校核的理念,明确了蓄电池、引线和控制继电器的设计和选型要点。以柴油发动机为背景,通过电力起动系统各要素对起动机可靠性的影响及机理的分析,为起动机的可靠性研究及正确应用提供了参考。     

发动机起动、加速冒烟控制策略研究

以解决特种动力装置起动、加速过程冒黑烟的研制过程为契机,通过对特种动力装置(直列泵、普通增压柴油机)烟度和起动、加速性相互作用机理的分析和试验,确定了解决发动机起动、加速冒烟限制策略,并针对某型号柴油机进行优化匹配。试验结果表明,在整机的加速性基本不变的情况下,最大瞬态烟度由原机的18~20降为5(不透光烟度)以下。     

站在新起点

窗外朔风凛冽。冰冻已三尺。中国的北方正值数九隆冬——这本正常。然而，本“无”冬天的南国却屡遭寒流的侵袭；在遥远的太平洋彼岸，在欧美，同样不能幸免。全球正无可奈何地接受着因地球生态环境的进一步恶化而导致的极端天气的惩罚。     

基于目标油门开度预估的AMT汽车起步控制

建立了一种带目标油门开度预估的AMT汽车恒转速起步控制方法。由于不同油门开度下AMT汽车起步过程冲击度的不同要求,通过油门踏板开度变化率对目标油门开度进行预估,将预估并加以修正的最后油门开度作为目标油门开度进行控制,从而制定出节气门开度变化率和离合器接合速度的目标控制数表。预估前后结果表明,带目标油门开度预估的控制方法,可使AMT汽车特定工况的起步控制品质明显改善。     

竖直矩形窄通道内饱和沸腾起始点的研究

以去离子水为工质,对尺寸为720 mm×250 mm×3.5 mm的单面电加热竖直矩形窄通道内饱和沸腾起始点进行实验研究。分析了加热热流密度、工质进口温度和质量流量对饱和沸腾起始点位置及饱和沸腾起始点处壁面过热度的影响。在已有饱和沸腾起始点预测关联式的基础上,对实验数据进行非线性回归分析,得到适用于单面加热矩形窄通道饱和沸腾起始点的新关联式。结果表明：新拟合的关联式预测值与实验值的平均相对误差为17.63%,能很好的预测常压、低加热热流密度与低流速条件下的饱和沸腾起始点处壁面过热度与热流密度的关系。     

抽水蓄能机组调速器智能启动策略研究

为解决以偏差为基础的PID控制策略不能满足抽水蓄能机组在不同水头下有较好启动特性的问题,研究了抽水蓄能机组调速器智能启动策略,启动过程的控制目标以机组转速的微分与转速偏差的比值为常数,采用闭环开机控制方式,将机组开机时的转速上升期望特性设置为频率给定,使机组转速变化的动态过程强制转变为按照指数衰减的过程,可实现抽水蓄能机组快速平稳开机并网。     

单缸柴油机电起动过程的试验研究

本文设计和开发了单缸柴油机起动过程试验装置,包括数据采集系统。在该试验台上分别开展了115和130两款典型单缸柴油机电起动过程实验研究,对不同活塞位置电起动过程历程差异进行对比。结果表明,单缸水冷柴油机在不打开减压开关起动时,活塞起始位置的不同对柴油机起动过程的影响较大。在活塞由吸气行程起动过程中,起动电机将历经起动堵转、峰值堵转和方波堵转三次堵转过程,起动最难;如从排气行程起动,起动电机仅历经一次起动堵转,起动最易;而从压缩行程起动,起动难度介于上述两者之间。试验数据显示,130机型自不同活塞起始位置开始起动,其功耗差约6.18倍,时间历程差约6倍。有效控制活塞起动位置处于排气冲程可有效提高发动机起动性能,大幅度节约起动所需电池能量,实现快速起动。     

基于模糊控制的自动离合器起步控制研究

对微型汽车自动离合器起步控制进行了研究,根据汽车起步时机械式离合器接合的工作状况,选择模糊控制技术对自动离合器起步控制,利用MATLAB/SIMULINK软件搭建自动离合器主要的起步仿真模型,并选取慢、正常、急起步和15°坡道正常起步的4种起步工况进行台架试验。试验结果表明,模糊控制技术可以实现对自动离合器的控制,实现车辆的顺利起步。另外,自动离合器的装车试验也证明均能按照驾驶员的旨意完成起步控制,实现车辆顺利起步。