摘要：柴油机的配气正时与喷油提前角对其性能影响很大,最佳的匹配参数能够形成缸内良好的空燃比及较佳的燃烧效率,从而获得较高的动力性及较低的燃油消耗率。为得到不同工况下配气正时与喷油提前角的最佳组合,该文将增压直喷柴油机工作过程的SIMULINK仿真模型导入OPTIMUS多学科优化平台;以进气迟后角和排气提前角以及喷油提前角为优化设计变量,以柴油机的经济性和动力性为设计目标进行优化计算。额定工况下该发动机的优化结果是:进气迟后角为42°CA,排气提前角为60°CA,喷油提前角为16°CA。仿真和试验结果表明:模型设计合理准确,优化后柴油机动力性和经济性均有所改善,该研究可为柴油机的改进和优化提供参考。

摘要：在进行增压器与柴油机匹配及柴油机系统动态仿真时,需要准确计算柴油机进气流量。为确定最佳的进气流量计算模型,对进气流量平均值模型进行比较分析,综合考虑增压中冷、废气再循环率、充量系数及工况变化的影响并建立相应的修正模型,利用Matlab/Simulink对所有模型进行了仿真验证。仿真和试验结果表明:修正后的进气流量模型计算结果与试验数据相吻合,最优模型的平均相对误差为2.96%,模型设计合理准确。研究结果可为准确计算涡轮增压柴油机进气流量及其模型的选择提供指导和依据。

摘要：为研究车用涡轮增压柴油机加速工况的瞬态响应及氮氧化物（NO）排放特性，基于充．排法建立柴油机及其附件系统工作过程模型，初次考虑瞬发NO机理对瞬态工况下NO排放的影响，根据曲轴转矩平衡方程推导发动机瞬时角加速度与车辆状态参数的关系，在Matlab／Simulink环境下集成柴油机系统加速瞬态过程仿真模型。仿真和验证结果表明：柴油机稳态及加速瞬态工况仿真结果均与实际情况相符，模型设计合理准确；稳态工况下瞬发NO机理对总NO排放的贡献为5．26％～11．36％；瞬态工况下，涡轮迟滞时间约为0．14S，柴油机加速开始阶段油气混合不匀导致燃烧品质下降，热NO及瞬发NO生成均明显增加。研究结果可为发动机瞬态性能及NO排放的预测与分析提供参考。

摘要：为改善行驶工况下轻型货车的燃油经济性和污染物排放,通过分析车辆循环百公里燃油消耗量、NOx和PM排放对主减速比、变速器各档传动比变化的敏感性,提出一种基于敏感性系数确定指标权重系数的方法。以标准行驶工况下车辆循环百公里燃油消耗量、NOx和PM排放为目标,对传动系统速比进行优化设计,确定了综合目标较优的传动比组合。优化后综合百公里油耗降低0.112 4%,NOx排放降低0.158 7%,PM排放降低9.677%。研究结果可为轻型货车性能预测及动力传动系统的匹配优化提供参考。

摘要：针对高压共轨柴油机各缸扭矩输出不均匀性问题,基于柴油机燃油喷射控制机制,设计了多缸柴油机不均匀度信号量化处理方法及各缸均匀性控制算法,采用Matlab/Simulink软件构建了各缸均匀性控制模型,通过模型在环测试和台架试验对控制策略功能进行验证。结果表明:在发动机转速为800~1 300 r/min、喷油量为2~50 mg/hub的工况范围内,控制策略可以根据发动机运行工况实时计算各缸的修正喷油量,并按照各次喷射期望喷油量的比例将修正喷油量分配到各次喷射中,柴油机各缸扭矩输出不均匀度减小,各缸均匀性控制策略设计合理、有效。

摘要：对某4缸高压共轨柴油机进气道进行改造,搭建了柴油/汽油双燃料反应活性控制压燃(reactivity controlled compression ignition,RCCI)发动机专用试验台架,设计了柴油/汽油双燃料RCCI燃烧汽油喷射控制策略,实现了全工况下汽油与柴油的协调喷射控制,系统地研究了不同运行工况下,不同汽油替代率对柴油机燃烧与排放性能的影响规律。结果表明:采用柴油/汽油双燃料RCCI燃烧控制策略,发动机可在其运行工况范围内实现高效清洁燃烧,随着汽油替代率的增加,发动机缸内最高压力逐渐增大,缸压峰值出现时刻推迟,放热率峰值降低,燃烧持续期延长,燃油消耗率降低,有效热效率升高,全碳氢、CO排放增加,NOx和碳烟排放降低。

摘要：针对汽车行驶过程中油门因机械卡滞,传感器电信号短路、断路导致的油门开度信号故障问题,设计了油门信号安全协调策略。采用TruckSim建立整车动力学模型,并把基于MATLAB/Simulink搭建的油门信号安全协调策略输出的油门开度信号作为整车动力学模型的输入。联合仿真验证结果表明:油门信号安全协调策略有效保证了油门踏板机械故障时合理协调油门开度信号;油门传感器单路电信号故障时车辆正常行驶;两路传感器电信号故障时车辆能够实现定车速跛行回家控制,在变道路工况下车速波动为4.6%,制动器状态切换时车速平稳跟随。

摘要：对某4缸高压共轨柴油机进气歧管进行改造,搭建了柴油/甲醇双燃料反应活性控制压燃(reactivity controlled compression ignition,RCCI)发动机专用试验台架,系统地研究了甲醇替代率对发动机经济性和污染物排放的影响规律。结果表明:最大转矩转速1600 r/min下,负荷率25%~50%范围内甲醇替代率为10%时发动机经济性最佳;50%~100%负荷率范围内随甲醇替代率增大,有效热效率升高,有效当量燃油消耗率降低;100%负荷、30%替代率时,与原机相比,有效热效率提高9.4%,有效当量燃油消耗率降低6.2%。不同负荷工况下,最大甲醇替代率受爆震、失火现象、不完全燃烧及发动机热负荷极限和机械设计强度限制。100%负荷下,随节气门开度减小,最大甲醇替代率从30%提升到36%;甲醇替代率为34%时,有效当量燃油消耗率较原机降低6.5%;高负荷工况下,适当关小节气门开度,减少进气流量,降低缸内最高燃烧压力,可有效提高最大甲醇替代率。外特性工况下,随发动机转速增加,未燃甲醇、非甲烷碳氢化合物、CO_(2)排放降低,甲醛排放先略减少后逐渐增多。同一转速下,随甲醇替代率增加,未燃甲醇和甲醛排放量增加,非甲烷碳氢化合物和CO_(2)排放降低。低碳甲醇/柴油RCCI燃烧模式有利于降低CO_(2)排放。

摘要：基于发动机活塞运动方程及柔性多体动力学理论,运用模态综合方法对机体和曲轴进行模态缩减,建立了活塞动力学计算及整机多体动力学仿真模型,通过模态试验对有限元仿真模型的准确性进行验证。仿真分析了不同活塞销偏置量对活塞动力学及发动机振动噪声的影响规律,结果表明:随着活塞销负偏置量的增加,压缩上止点附近的活塞敲击时刻提前,敲击能量逐渐减小。不同活塞销偏置方案下,发动机机体、汽缸盖罩、油底壳、齿轮室罩及飞轮壳均在二阶谐次下振动较剧烈,当活塞销偏置-1.6 mm时,振动最剧烈。随着活塞销负偏置量的增加,各部件表面辐射声功率级先减小后增大,在1/3倍频带500~1250 Hz中心频率的表面辐射声功率级较大,活塞销偏置-0.4 mm时声功率级最小。综合活塞动力学、振动及噪声特性的分析结果,此发动机的活塞销负偏置设计值应取0.4~0.8 mm最好。

摘要：为研究柴油机颗粒物捕集器(diesel particulate filter,DPF)再生升温过程中排气热管理策略对柴油机氧化催化器(diesel oxidation catalyst,DOC)入口温度、发动机性能及污染物排放的影响,该研究分别选取低速低负荷、低速中负荷及中速低负荷工况,通过试验研究进气节流和喷油控制参数对DOC入口温度、燃油经济性及排放性能的影响。试验结果表明:通过进气节流、推迟后喷正时和增大后喷油量能够有效提高DOC入口温度,主喷正时和喷油压力对DOC入口温度的影响较小。基于Box-Behnken试验设计与响应曲面法对低速低负荷工况下进气节流耦合后喷策略的排气热管理策略进行多目标优化,以进气量、后喷正时和后喷油量为因子,DOC入口温度、有效燃油消耗率(brake specific fuel consumption,BSFC)、氮氧化合物(nitrogen oxides,NOx)和烟度排放为优化目标。响应曲面分析结果表明:各因素对DOC入口温度的影响程度从大到小为进气量、后喷油量、后喷正时;对BSFC和NOx排放的影响程度从大到小为后喷油量、后喷正时、进气量;对烟度排放的影响程度从大到小为进气量、后喷油量、后喷正时。当后喷正时为上止点后30℃A、进气量为87 kg/h、后喷油量为6 mg时,DOC入口温度达到最高,此时BSFC为275.4 g/(kW·h),NOx及烟度排放分别为7.38 g/(kW·h)和1.85 mg/m^(3)。优化后最佳进气量、后喷正时和后喷油量分别为87 kg/h、29℃A和5.4 mg,与优化前相比,DOC入口温度提升43.9℃,BSFC增加31.8 g/(kW·h),NOx和烟度排放分别降低18%和29%。研究结果可为DOC入口温度优化控制提供参考。