涡轴发动机试车台进气流场不均匀整治技术研究

为了使发动机涡轮前温度能在冬天试验时达到型号规范中规定的要求,涡轴试车台采用进气加温装置来实现发动机进气加温需求,但加温装置在使用时存在温差大、压力损失严重的现象,发动机进口气流出现了温度畸变,降低了发动机喘振裕度。针对此情况,提出涡轴发动机试车台进气流场不均匀整治技术,采用数值仿真方法优化进气加温结构设计,通过试验对出口压力温度进行验证,试验结果表明:该整治技术不但能将发动机进气温差控制在2.2℃以内,还可以有效弥补压力损失,满足型号试验要求,获得了高质量发动机进气品质。     

一种点燃式船用天然气发动机设计开发

为满足内河船舶天然气发动机的市场需求,在Z6180柴油机基础上,结合船舶发动机运行特点,提出Z6180T型点燃式船用天然气发动机总体方案;遵循模块化设计方法,优化设计发动机的点火系统、配气相位、进气系统、压缩比及安全监控系统,改进关键零部件;根据设计方案制作Z6180T样机,并开展排放、耐久试验和型式认可试验。试验结果表明：设计开发的Z6180T型点燃式船用天然气发动机工作可靠、性能稳定,各项性能指标均达到设计要求;整机排放满足船舶发动机国二排放标准要求,发动机额定工况下的最小燃气消耗率不超过200 g/(kW·h)。     

发动机电控的柔性开发系统研究

在对发动机电控系统及其开发环境进行深入研究的基础上，研制了适用于多种类型发动机电控系统的柔性化开发系统。系统结构为三层，PC机作为最上层完成数据处理和系统优化；带单片机系统和256K共享RAM(随机存储器)的监控板作为中间层，负责对下层的数据处理与控制及上、下层间的通讯；底层为自带单片机的采集控制器，与传感器和执行器相连。本开发系统能够完成电控系统软硬件的开发与调试及电控单元与发动机的匹配试验等工作，满足电控系统开发要求。     

气道稳流模拟试验系统开发及评价方法数值处理分析

气道稳流模拟试验可以模拟实际发动机的进气状况，评估发动机进气系统的流通特性及进气道涡流形成能力，为发动机进气系统开发及燃烧过程研究提供重要的试验依据。本开发的发动机气道稳流模拟试验系统采用上下位机结构实现两级控制，具有自动化程度高、安全可靠、便于扩展维护的特点，实现上位测控软件的智能化设计，采用的数值处理方法使试验结果的计算精度得到明显提升。     

天然气发动机多点顺序喷射技术的开发研究

介绍天然气发动机多点顺序喷射系统的开发研究，试验在原F913C柴油机上进行，对原机的进气系统和燃烧系统进行了改进，采用高能点火。电控系统精确控制点火时刻、燃气喷射量，通过三元催化剂控制排放。发动机通过了动力性和排放的测试，达到了动力性要求并满足欧Ⅱ排放标准。     

轻型商用车发动机进气噪声分析及优化

在某轻型商用车项目开发前期对进气系统管口噪声(以下简称“进气噪声”)进行分析,建立包含准确进气系统的发动机性能分析模型,获得了整车进气噪声分析结果。通过与整车要求的噪声-振动-声振粗糙度(NVH)目标进行对比,发现该方案的总进气噪声超标,且有4阶噪声轰鸣风险。对进气系统开展优化分析,提出了增加赫姆霍玆消声器的优化改进方案。结果表明：改进方案可以明显改善进气噪声,能够达到预期效果,使其满足进气系统NVH目标,且有效降低进气噪声轰鸣风险。     

车用可变截面增压器电控系统KD-TCU的开发

基于微处理器和控制器局域网(CAN)总线,开发了气流控制技术(GCT)可变截面增压器电控系统KD-TCU,研制了智能型电子执行器,充分考虑了电控系统应用时的复杂工况,设计了详细且贴合实际的控制算法和控制软件,并采用闭环控制方式,通过执行器的测试和发动机试验,表明电控系统具有良好的控制精度和响应特性,能够充分满足实际应用的要求。     

进气相对湿度诱使车用柴油机氮氧化物报警问题研究

为了明确进气相对湿度对携带Urea-SCR装置的柴油车辆氮氧化物(NOx)排放的影响,首先选取某车用柴油机的A25工况,以KIVA 3V和Chemkin为研究平台,对进气相对湿度影响NOx排放的情况进行定性分析,发现进气相对湿度降低使柴油机进气比热容减小,引起缸内最高燃烧温度上升和高温持续期延长,促进了NOx生成;然后将进气相对湿度作为试验变量组织了发动机台架试验,发现进气相对湿度与机内NOx生成量为线性关系,进一步选取发动机稳态测试循环工况(怠速除外)分别针对进气相对湿度的影响进行了量化分析,并求解了进气相对湿度与机内NOx生成量关系曲线的斜率,从而确定了表征两者关系的曲线;最后基于进气相对湿度和机内NOx生成量的关系曲线,通过插值的方式对进气相对湿度的影响进行定量分析。研究结果表明:进气相对湿度从60%(对应发动机排放型式认证要求)降至20%(对应晴朗天气),欧洲稳态测试循环(European steady cycle,ESC)循环NOx比排放升高了1.48g/(kW·h),与车载诊断报警设置的裕量(1.50g/(kW·h))非常接近,因此有必要针对SCR装置控制系统增加相应的补偿环节,抵御进气相对湿度改变对车用柴油机NOx排放的扰动作用。     

天然气发动机进气装置的设计开发

针对天然气发动机进气装置存在的问题,设计了一种带双防喘振阀的进气装置,有效减小了进气系统的振动,改善了发动机瞬态响应性能,避免了喘振现象的发生,延长了发动机使用寿命。经CFD流场分析和相关试验验证,该进气装置切实可行,已进入批量生产。     

双点火及补气对摩托车发动机性能影响的研究

针对摩托车发动机经济性差、排放高的问题,笔者在一台加装了双火花塞和进气补气系统的单缸摩托车发动机上,在不同转速条件下,就双火花塞点火和补气对内燃机燃烧与排放特性的影响进行了试验研究。试验结果表明,采用双点火配合进气补气的方法可以有效降低发动机CO、HC排放及比燃油消耗率。在转速为3500r.min-1的条件下,采用双点火配合进气补气的发动机比燃油消耗率较原机降低约12.5%。在发动机转速高于3000r.min-1时,采用双点火也可以在一定程度上改善发动机经济性并降低CO和HC排放。但NOx排放在双点火条件下较原机略有升高。     

某纵置发动机性能开发

应用GT-Power软件,建立某发动机性能仿真模型,并对进气歧管与排气歧管主要结构参数进行优化计算,分析影响发动机性能的关键因素及影响规律,确定满足布置要求的纵置发动机的进气与排气歧管结构参数,台架试验验证了分析结果,并达到了纵置发动机的开发目标.     

机组用天然气发动机开发

以某V型增压水冷柴油机为原型机,新开发HC8V132G机组用天然气发动机。对柴油机进行冷却系统、燃烧系统、进气系统等重新设计,匹配燃气供给系统、点火系统和电控系统。对发动机进行了传感器和性能标定。采用高效稀薄燃烧控制策略,通过氧传感器采集尾气中的O_2含量计算空燃比,控制燃气Trim阀开度,实现燃气进气量的调整,完成发动机实际空燃比和设定空燃比闭环控制。试验结果表明,新开发的机组用天然气发动机达到了功率设计要求。     

发动机台架试验进气控制系统的开发与应用

该试验台架进气控制系统利用制冷空调技术和计算机控制技术建立模似标准大气环境状况，应用于内燃机在台架试验时使进气状态保持在GB1105标准规定的范围内进气温度25±1℃，进气压力100±1kPa，进气相对湿度40%±10%。使用该系统后可以不用GB1105标准规定的修正公式对试验数据进行修正，消除了大气状况对发动机性能的影响和校准公式的局限性。     

某国Ⅳ排放废气再循环柴油机开发

在某国Ⅳ排放废气再循环(EGR)柴油机的开发过程中,通过强化机体,优化燃烧系统,合理匹配增压器,改进进气歧管和EGR管路结构,优化后处理系统,使发动机保持良好的经济性、动力性、可靠性,在满足国Ⅳ排放要求的前提下大幅地降低了成本,满足了市场需求。     

浅谈汽车进气系统的设计布置

分别论述了汽车原始进气口、空气滤清器、进气管路的布置与安装要求及空气滤清器的选型。发动机出现的早期磨损、烟大、油耗高、无力等故障与汽车进气系统设计布置、安装不合理有关,为了使汽车进气系统布置得更合理,发动机生产企业与汽车生产企业在新车型开发时应进行联合开发,并且在样车装配完成后要进行联合评审确认,对既有车型的进气系统应进行联合改进。     

满足国家第Ⅳ阶段排放标准天然气发动机的开发

针对用于城市道路交通的单一燃料稀燃天然气发动机进行了深入研究.通过多维燃烧数值模拟计算,设计出直口碗型燃烧室;通过一维燃烧数值模拟设计计算,设计出0°CA气门重叠角的配气相位;通过气道稳流试验设计出较原柴油机涡流比低15%的进气道.通过对进气空气量的控制设计、燃气供气量的控制设计和点火控制设计进行了满足高排放要求的控制系统设计.通过对适应火花点火天然气发动机燃烧过程的燃烧系统设计、燃烧系统的试验研究、工作过程的优化研究、发动机控制策略的研究,开发出了满足国家第Ⅳ阶段(国Ⅳ)排放标准的火花点火稀燃天然气发动机.     

ECU硬件在环用涡轮增压共轨柴油机模型开发

基于MATLAB/SIMULINK软件平台,开发了应用于电控单元(ECU)硬件在环测试的涡轮增压共轨柴油机模型。该模型包括进气系统模块,共轨燃油系统模块,扭矩计算模块,负载自动控制模块,冷却系统模块,发动机配置及信号转换模块和控制面板。为验证模型的准确性,以6DE柴油机为原型,利用试验数据对模型进行了校准。校准后的模型对发动机关键参数的计算值与试验值相吻合,满足控制系统开发对模型的需求。     

国六柴油机进气流量传感器的研究与设计

进气流量传感器作为国六柴油机排放控制的关键电控零部件,对柴油机电控系统有着重要的意义。进气流量传感器的测量精度将直接影响国六柴油机的动力性、排放等指标。对标国内外典型进气系统的主流技术路线,通过研究进气压差文丘里的原理,设计了一款新型的进气流量传感器。首先对进气流量传感器的原理进行了分析,系统硬件采用一体式集成设计方案,系统软件方面进行了专用滤波算法的开发。针对传统流量传感器只能输出模拟信号或者数字信号而不通用的缺点,所设计的流量传感器采用了控制器局域网(CAN)通讯的J1939标准协议的输出方式,保证了流量传感器的通用性。在流量试验台完成传感器流量标定后,在发动机台架上进行了稳态、瞬态工况标定及复测验证,结果表明样件的精度符合要求,并具有较高的稳定性。     

一种气驱SCR控制系统开发

研究了一种气驱选择性催化还原(SCR)系统的工作原理,完成了控制系统的开发,对气驱SCR系统进行了尿素喷射量测试,为发动机台架试验奠定了基础,在发动机标定试验中,完成了软件控制策略开发以及排放试验数据采集与分析,标定试验结果表明:瞬态循环(ETC)和稳态循环(ESC)工况的排放结果满足国V法规要求,具有满足不同NO_x排放要求的工程应用潜力。     

进气歧管结构差异对发动机各缸EGR率均匀性的影响

针对天然气发动机,废气再循环(EGR)能够有效地有抑制氮氧化物(NO_x)的产生,同时降低发动机缸内的燃烧温度。但各缸EGR率差异会导致各缸燃烧存在差异,从而增加失火和爆燃的风险。基于某国六天然气发动机进行各缸EGR率测试,并对进气歧管进行计算流体动力学(CFD)仿真分析。基于此,通过优化进气歧管结构设计,有效提升了EGR率的均匀性,各缸EGR率均匀性≤2.5%,满足设计要求。研究结果可为后期发动机的进气歧管设计开发提供参考。