基于冷却水能量回收的气动/柴油混合动力试验研究

利用并联式气动/柴油混合动力试验台架,采用柴油机循环冷却水加热气动发动机进气的混合动力形式,研究了混合动力中气动发动机性能的变化以及柴油机冷却系统的变化.试验结果表明:与气动发动机单独工作时相比,采用混合动力形式后其动力性和经济性得到了提高,尤其高转速下的性能改善更加明显;试验用柴油机冷却系统无需散热器、风扇等装置,也达到了冷却要求,从而简化了结构,减少了发动机的功率消耗.不同试验方案的研究结果表明:柴油机工况点固定,气动发动机进气压力保持恒定,更适合于该形式混合动力.混合动力中回收的能量约占燃料燃烧总能量的5 %,节能效果明显.     

基于冷却水余热利用的气动/燃油混合动力试验研究

为探索提升气动发动机能量转化效率的途径,提出了一种基于采用内燃机冷却水加热气动发动机缸壁的混合动力模式,利用气动/燃油混合动力试验台架,对该混合动力模式进行了试验研究。研究结果表明:混合动力模式下,气动发动机的动力性能及经济性能均比其单独工作时有所改善;此外,利用压缩空气膨胀过程会从环境吸收热量的特点,可以同时实现内燃机冷却水散热,从而降低冷却系统功耗。试验过程中,内燃机冷却水温度在大部分工况下保持在80~90℃之间。此外,混合动力系统总能效率呈现低转速下较高而高转速下较低的趋势。     

车用柴油串联式混合动力系统经济性试验研究

为评估柴油串联式混合动力客车动力系统的性能,特别是燃油经济性,建立了串联式混合动力系统测试平台.在详细描述串联式混合动力系统能量管理策略和辅助动力单元(APU)控制的基础上,通过中国城区公交道路循环测试,对影响串联式混合动力系统燃油经济性的几个要素进行了分析.研究结果表明:在既定能量管理策略的基础上,制动能量回馈、电驱动子附件功率和发动机怠速是影响燃油经济性的三个显著因素.     

基于价值损耗的燃料电池混合动力能量管理策略评价

为了评价燃料电池混合动力系统能量管理策略的经济性,对基于状态机和模糊逻辑2种能量管理策略的燃料电池混合动力叉车的价值损耗进行分析。首先,通过分析燃料电池和锂电池的工作特性,分别构建依赖实际工况的燃料电池单体电压衰减率模型和锂电池容量衰减率模型;同时定义计及燃料电池氢耗量的燃料电池混合动力系统的综合价值损耗指标。其次,通过测试叉车极限工况,计算燃料电池功率和锂电池容量,并根据母线电压确定锂电池SOC范围。最后,设计基于状态机和模糊逻辑的2种燃料电池混合动力叉车能量管理策略,并通过仿真分析在叉车一次循环工况下2种能量管理的价值损耗。研究结果表明:相较于模糊逻辑策略,采用状态机策略造成燃料电池寿命损耗提高7.81%,氢耗量提高1.89倍,锂电池寿命损耗减小21.33%。     

混合动力汽车发动机转速控制策略研究

为消除混合动力汽车发动机运转过程中的转速振荡,利用发动机转速-节气门开度-扭矩对应关系,采用PID控制器调整发动机转速波动。同时,对低负荷发电工况、换档过程发动机转速调整工况下混合动力汽车发动机转速控制策略进行了研究。试验表明上述工况中没有较大振荡产生,发动机转速响应迅速,能够满足整车设计的需要,并为同类研究提供参考。     

混合动力Start/Stop控制策略对整车排放影响的研究

通过研究NEDC循环工况下整车的瞬态排放情况,分析了减速断油及怠速停机过程中,氧浓度及温度的变化对催化器转化效率的影响.试验结果表明,减速断油过程中,由于没有燃油喷射,新鲜空气被直接排入排气管,造成排气管内氧浓度的增加,并且,减速断油及怠速停机会造成排气管及催化器温度的降低,造成催化器转化率的下降,使发动机再次起动后排放恶化.     

混合动力公交车深度强化学习能量管理策略研究

以某款双行星排混合动力公交车为样车,针对控制变量柴油机转速的离散控制和连续控制分别提出基于双深度Q网络(double deep Q-learning, DDQN)和基于双延迟深度确定性策略梯度(twin delayed deep deterministic policy gradients, TD3)的能量管理策略,并使用优先级经验回放对策略进行优化。运用仿真试验,研究样车在C-WTVC工况下的能量管理特性。通过与动态规划策略(dynamic programming, DP)进行对比发现：DDQN和TD3策略收敛速度快,具有较强的自适应能力;与DP策略相似,DDQN和TD3策略在控制逻辑上均表现为低速和较低转矩时纯电驱动,高速和较高转矩时混合驱动;三种策略下柴油机均主要工作于中低转速区间,且TD3策略可以对柴油机转速进行连续控制;DDQN和TD3策略的百公里油耗分别为19.51L和19.48L,燃油经济性均达到DP策略的93%,研究证明了DDQN和TD3策略的有效性。     

油电混合动力无人机能量管理策略的对比仿真研究

针对固定飞行任务的油电混合动力无人机,降低混合动力系统瞬时燃油消耗率,增加续航里程的工作需求,设计了可以应用于固定飞行任务油电混合动力无人机的不同能量管理策略,主要包括固定规则、模糊逻辑和动态规划算法的能量管理策略。根据油电混合动力无人机动力源特性,通过理论和试验建模相结合的方法,在MATLAB中建立油电混合动力系统的数学模型、飞行任务相对应的仿真工况及不同能量管理策略的控制程序。重点对比了基于优化的动态规划算法能量管理策略相比固定规则和模糊逻辑策略在燃油经济性和运行稳定性方面的表现。仿真结果表明：动态规划算法策略的累积燃油消耗量相比固定规则、模糊逻辑策略分别下降了4.6%和6.5%,平均瞬时燃油消耗率分别下降了5.1%和5.9%;在应对外部突风扰动时,动态规划能量管理策略的航空发动机最大转速波动相比固定规则的能量管理策略下降了59.7%,应对随机紊流扰动时,动态规划策略航空发动机的最大转速波动相比固定规则和模糊逻辑分别下降了33.9%、25.6%。动态算法作为一种全局最优算法,应用在固定飞行任务的油电混合动力无人机能量管理策略中时,可在提高混合动力系统燃油经济性的同时保证系统运行的稳定性。     

低热值燃气-柴油双燃料发动机动力性能计算

推导了低热值燃气-柴油双燃料发动机动力性能计算公式,并对由单缸、四冲程、水冷、直喷式柴油机改装的生物制气-柴油双燃料发动机的动力性能进行了计算分析。结果表明：双燃料发动机能够达到原柴油机的动力水平;其动力性能随引燃油量的减小而降低;在新鲜空气充足的前提下,供给更多的燃气,双燃料发动机的动力性能增强;燃气替代率有一最大值,超过该值后,随替代率增大,动力性能急剧下降;燃气低热值越高,替代率便可越大。计算得出的生物制气-柴油双燃料发动机在标定点和最大转矩点的最大生物制气替代率和对应的燃气进气比,与试验结果相吻合。     

混合动力传动系统扭转减振器的参数设计和性能研究

与双质量飞轮式离合器相比,带扭转减振器的离合器更加适合于混合动力传动系统.以一款混合动力变速箱上采用的离合器从动盘式扭转减振器为例,通过系统建模分析,设计了减振器参数.同时分析了扭转减振器刚度和阻尼对减振性能的影响.     

增压多缸柴油机各缸进气不均匀性的研究

在某增压8缸柴油机性能试验和多个气缸压力测量的基础上,利用试验数据对该柴油机的一维性能仿真计算模型进行了标定和校核,计算和分析了不同试验工况下柴油机各缸进气流量的不均匀性。结果表明:在相同转速的情况下,各气缸进气量的大小对比关系不随负荷的变化而变化,随着负荷的增加,各缸的平均进气流量增加,各缸的进气不均匀度增加;不同转速时,各气缸进气量的大小对比关系有所变化,进气不均匀度也不相同。     

非均匀发火柴油机启动空气分配器设计改进

针对非均匀发火柴油机在实际使用过程中发生停车后无法启动的故障对柴油机空气启动系统进行研究,分析在柴油机启动空气分配器设计中的常见问题,并对这些问题提出改进措施。对比改进前后柴油机的启动成功率和耗气量变化,以及柴油机启动系统耗气量的理论值和试验值,证明改进措施有效。     

柴油机混合涡轮增压系统的研制及试验研究

混合涡轮增压系统是在常规废气涡轮增压器转轴上集成一个既能电动又能发电的高速电机,介绍了研制这一新型增压系统的关键技术和样机在增压器试验台上的试验研究.等压气机流量试验结果显示:混合涡轮增压系统从功能上达到了电动/发电的设计要求,可以根据负荷调整高速电机的工作模式和功率.混合涡轮增压系统在小流量时电动的潜力大,而在大流量时发电功率大.其次,通过调整混合涡轮增压系统的高速电机功率能够拓宽涡轮膨胀比变化范围.另外,由于采用滚动轴承等措施,样机的机械效率高于常规废气涡轮增压器,试验时最高机械效率达到96%.加速特性试验结果表明:混合涡轮增压系统的加速时间比普通废气涡轮增压器缩短40%以上,并且高速电机的电动功率越大,改善涡轮滞后的效果越显著.     

小马力柴油机的空气滤清

根据小马力柴油机的使用工况，提出对其空气滤清的要求，介绍了一种较为理想的配套空滤器-KL0810空滤器的设计和性能特点。     

采用进气火焰预热柴油机低温起动的研究

为提高柴油机低温起动性能,在研究低温起动困难以及起动过程中转速波动原因的基础上,建立了进气火焰预热过程的数学模型。在-35℃、-30℃、-25℃、-20℃的环境温度下改变预热塞的流量进行起动试验。结果表明对于四缸增压柴油机,在预热塞流量为7～10ml／min和转速在250r／min下,发动机转速增加平稳、起动时间短;预热火焰的间断性和缸内部分工作循环失火是造成起动转速波动的主要原因。     

进气温度对直喷式柴油机冷起动初始期燃烧和排放的影响

为了研究进气温度对柴油机起动过程燃烧不稳定性和排放的影响规律,利用柴油机起动过程燃烧、排放测控系统,在一台直喷式单缸柴油机上进行了试验。试验结果表明：进气温度对柴油机冷机起动过程初始期燃烧有较大影响,随进气温度的升高,冷机起动着火滞后期明显减小,扩散燃烧增加。提高进气温度能够明显改善着火条件,降低起动过程供油量,减少失火循环,从而明显改善起动过程中的HC排放。     

并联混合动力车汽油发动机的起动和暖机过程研究

研究了混合动力车用汽油机起动暖机过程的标定策略,在台架上对一台混合动力车用汽油机拖动和暖机工况的喷油及点火控制参数进行了重新标定,通过适当加大起动和暖机空燃比、加快暖机期间空燃比向化学计量空燃比的过渡以及适当推迟点火时刻等措施,显著加快了催化转化器起燃速度,改善了排放性能。     

柴油机用空压泵的性能改善

介绍了中型以上货车或客车用空压泵现状、存在的常见问题及其原因分析;通过我司的一个实例和相关的试验和测试方法分别研究了提高压缩比、增大排气量对柴油机用空压泵性能的改善情况:缩短充气时间,控制排气温度,减少窜油量的影响和作用,并通过试验数据对比了两种方案;同时为整车用户提出了一些应对建议;最后阐述了结论。     

空气变组分富氧进气发动机性能及其排放作用影响分析

针对富氧进气发动机性能及其排放作用和影响开展分析,并在单缸四冲程风冷点燃式发动机上进行试验,分别选择不同工况及21%、23%、25%的3种富氧进气浓度,进行发动机性能和排放研究.研究结果表明:富氧进气发动机动力性增强,经济性改善,排放性能优劣并存,其中功率提升、燃油消耗率降低、HC和CO排放改善,在较低富氧程度下作用更加明显,随着富氧程度的增加,作用逐渐减小;在较高富氧浓度下,尽管C0、HC排放仍然降低,但是N0x排放却大幅度提高,因此将富氧程度控制在23%左右.     

柴油机燃用柴油/水煤浆混合燃料性能与排放研究

对柴油机燃用柴油/水煤浆混合燃料进行了试验研究,结果表明:与柴油相比,使用混合燃料后柴油机多数工况的有效热效率下降;燃料消耗率有所增加,但折算成当量柴油消耗率基本降低;NO_x排放明显下降,最低为原机的20%;CO和HC排放有所上升,但仍能满足排放标准。