压缩空气/燃油混合动力发动机工作过程可用能分析

以一种新型压缩空气/燃油混合动力发动机作为研究对象,应用热力学第二定律建立了该混合动力发动机两种工作模式——压缩空气动力模式和内燃机模式的可用能平衡数学模型,并对其工作过程的可用能分布进行了仿真研究。仿真结果表明,压缩空气动力模式的减压和排气过程可用能损失之和超过了50%,降低减压损失和回收排气可用能是提高压缩空气能效的主要途径;内燃机模式的排气可用能损失达到了202%,采用废气能量回收措施能够显著提高发动机效率。     

压缩空气/燃油混合动力发动机热力学分析

提出了一种压缩空气/燃油混合动力发动机概念,该发动机可以在压缩空气动力和内燃机两种模式下运行。运用理想热力循环理论建立了混合动力发动机两种工作模式的数学模型,并对平均指示压力及其他重要性能指标进行了仿真研究。仿真结果表明,两种工作模式下发动机的平均指示压力等主要性能指标与传统内燃机相近,而且能够实现两种工作模式的平稳切换,这说明压缩空气/燃油混合动力发动机是可行的,并能够达到节约燃油、减少尾气污染排放的目的。     

压缩空气/燃油混合动力发动机工作特性的数值模拟

以一种四行程压缩空气/燃油混合动力发动机为研究对象,应用热力学理论建立了它的两种工作模式———四行程压缩空气动力模式和内燃机模式的数学模型,并对两种工作模式的工作特性进行了仿真研究。仿真结果表明,转速在低于1500r/min时,四行程压缩空气动力模式具有良好的经济性和动力性能;转速在1500～3500r/min范围内时,内燃机模式具有良好的经济性和动力性能。故知,四行程压缩空气动力模式适宜在低速、低负荷时运行,而内燃机模式适宜在高速、大负荷时运行。     

压缩空气动力发动机的仿真与研究

介绍了压缩空气发动机的工作原理,分析了利用压缩空气发动机作为汽车动力的可行性。对其中一种往复式活塞压缩空气发动机进行了建模分析,在MATLAB中进行相应模拟,得出进气压力、温度、发动机转速对于压缩空气发动机性能的影响。仿真结果表明,进气压力的提高使得发动机性能近乎线性提高,进气温度的提高也可以提高发动机性能。最后分析了使用压缩空气发动机作为混合动力汽车动力源的可能性。鉴于压缩空气发动机的节能环保优势及可靠的动力输出,其可以代替电动机而应用于混合动力汽车。     

气动发动机能量转移系统分析

描述了一台单缸二冲程气动发动机的能量转移系统，利用火用分析法对该系统各个环节的能量使用效率进行了分析。分析结果表明：制备效率和气动发动机的指示效率是造成总能量效率偏低的主要原因；在气动发动机能量转移系统中，应该选择合适的压缩机并采用多级压缩、中间冷却的方式制备压缩空气；采用串联气缸等温膨胀方式多级利用压缩空气，可以提高气动发动机的指示效率；在能量转移系统中，应该采用容积膨胀减压方式减少减压环节的可用能损失；合理利用低温排气的冷量火用可以提高气动发动机能量转移系统的总能量效率。     

混合动力装载机电力变矩机理

在分析导致装载机油耗率偏高原因的基础上,针对装载机油耗特性提出了一种混合动力装载机机电耦合方案.该方案不仅便于实现所有的混合动力工作模式,其电力变矩工作模式还采用两自由度的行星排取代液力变矩器,通过提高传动效率进一步降低装载机油耗率.电力变矩工作模式将发动机的功率按工况要求分配给传动系统和电力驱动系统,电机通过反转发电的方式回收发动机的盈余功率,同时利用行星排的降速增扭特性满足装载机在低转速、大转矩工况的动力需求,避免液力传动的功率损失,提高能量的有效利用率.     

混合动力汽车由纯电动工况起动发动机特性研究

针对CVT混合动力汽车机电动力耦合系统,划分出工作模式区域,研究了驱动工况下的扭矩管理。为满足整车平顺性要求,结合发动机的动力性和经济性,研究了各工作模式切换过程中机电动力耦合系统控制策略以及发动机与电机之间的动力协调控制算法。进行了整车动力学建模与仿真分析,并采用台架试验进行验证。结果表明,在单电机、CVT式混合动力系统中,采用所制定的扭矩协调控制策略,能有效的降低模式切换过程中的扭矩波动,提高模式切换的品质,实现混合动力汽车各模式切换的平稳控制。     

混合动力汽车冷却风扇的模糊逻辑优化控制

围绕混合动力汽车发动机冷却系统精确控制和节能问题,研究分析了混合动力汽车发动机和电机的冷却需求以及混合动力汽车工作模式与动力装置冷却方式的关系,提出一种结合工作模式设计的模糊逻辑优化控制策略。应用模糊逻辑和基于规则的方法,建立以最小温差和最低油耗为目标的冷却风扇控制模型,并与整车模型进行联合仿真。结果显示,结合工作模式设计的模糊逻辑控制策略相比常规控制策略能使混合动力汽车在纯电动工作模式下发动机冷却液温度下降更慢,同时对发动机冷却系统温度控制更加精确,并提升了燃油经济性。     

排气热量回收装置的整车试验研究

节能减排和提高内燃机热效率是当前汽车行业的研究重点,而排气热量回收技术利用空间较大。介绍排气热量回收技术的主要路线和现状,详细描述了排气热量回收热导热技术(EHRS)原理和结构,将装置搭载整车,分别进行常温和低温条件下油耗、排放试验验证,并对主要温度点进行监测。试验结果表明:EHRS装置能降低整车油耗、改善整车排放,加快发动机的温升速度; EHRS能加热发动机外循环水温,起到排气热量回收再利用作用。     

油液混合动力挖掘机动臂势能回收系统

针对传统液压挖掘机工作装置在作业过程中所产生的能量损失,提出了一种油液混合动力挖掘机动臂势能回收系统,以改善挖掘机的燃油与环保性能,分析了影响动臂势能回收利用的主要设计参数,建立了挖掘机虚拟样机模型和液压系统相关元件的数学模型。基于主辅动力源出口压力差分配流量的方法,设计了油液混合动力挖掘机势能回收利用的控制策略。理论分析与仿真结果表明,具有动臂势能回收利用功能的油液混合动力挖掘机能量利用率得到明显提高,系统的操作性能基本不受影响,从而验证了所设计的系统方案和控制策略的有效性。