基于可编程控制技术的倾斜试验系统设计开发

倾斜试验是发动机开发阶段所必须进行的一项重要试验，其主要是考察发动机在各种倾斜角度下的润滑性能。发动机倾斜包含纵向和侧向两个方向的角度倾斜。为了实现两个方向的倾斜动作，设计了一套可绕X轴和Y轴分别独立旋转的台架。为了控制台架运转，开发了一套以欧姆龙CP1H为控制核心的台架控制系统，控制系统的控制量包括模拟量采集、高速脉冲计数、开关量采集、脉冲输出、开关量输出。应用VB语言开发上位机程序，通过对相关发动机进行倾斜试验验证了控制程序的控制和通讯功能，试验证明该程序能够实现计算机对台架的远程监控。     

发动机气缸垫外漏冷却液的机理与试验验证

某发动机在台架冷热冲击试验中多次发生气缸垫外漏冷却液问题,在同步进行的道路试验中也出现同样问题。为查明原因并加以改善,使用有限元方法搭建了发动机整机网格模型,分别将仿真和试验的温度场和冷却液压力流量等作为边界条件,进行了气缸垫密封性能的动态仿真。为验证仿真结果的准确性,使用微型高精度位移传感器进行了预定位置的缸体缸盖间隙测试。结果表明：（1）在瞬态工况过程中,发动机缸体缸盖的间隙大部分时间低于常温停机状态,但在发动机快速进入大负荷而冷却液温度仍在上升时,间隙逐渐拉大并高于常温状态,此工况下发生发动机冷却液渗漏;（2）通过有限元方法建模和仿真计算气缸垫密封线压力,并使用实测温度和气缸垫特性作为边界,计算结果准确,可以有效评定气缸垫的密封性能;（3）首次采用安装小型位移传感器的方法准确测量了发动机动态工况中缸体缸盖的间隙,可以与仿真结合使用,能够准确找到发动机气缸垫外渗漏冷却液的工况和位置,明确了气缸垫外渗漏冷却液的解决方向。（4）发动机气缸垫功能层结构和层数直接影响密封性能,尤其是缸体缸盖间隙变大工况的密封性能。     

缸内直喷氢气对发动机燃烧及排放的影响

为探索氢发动机热效率提升及超低氮氧化物排放的技术路径，基于一台1.5 L缸内直喷氢气发动机，结合废气涡轮增压及电子增压复合技术，通过试验研究了氢气在稀薄燃烧及超稀薄燃烧模式下发动机燃烧和排放的变化规律。结果表明：在稀燃模式下，随着混合气稀释程度增大，缸内压力越来越高并前移，放热率峰值逐渐下降同时放热始点提前和放热时长变长，缸内燃烧温度下降，燃烧滞燃期和持续期逐渐变长，压升率下降；λ对NO_x排放的影响显著，λ=1.2时NO_x排放达到峰值，λ>2.5时，NO_x排放基本趋于0；在同样的负荷，较稀的混合气的热效率更高且NO_x排放更低，有效热效率达43%；全负荷时，随着λ趋向于1，扭矩逐渐升高，爆发压力和压升率也会明显上升。     

可变换热量冷却液温控系统设计与开发

在发动机试验过程中对于冷却液的温度有明确要求,现有的冷却液温控系统都有一定的换热范围。由于各个发动机试验室的冷却水温度、流速和各种发动机换热需求都不一样。很难有一种冷却液温控系统能够兼顾到所有发动机试验的冷却液换热需求。为了尽量扩大冷却液温控系统的换热范围并获得好的控制精度,采用双换热器回路结构。在系统中设计辅助加热装置来缩短热机时间,通过膨胀水箱及其附属装置保证系统中的液位和压力。通过试验运行证明,该系统换热范围宽,温度控制精度高,运行稳定,能够满足发动机试验过程中冷却液的温控要求。