摘要：针对柴油机采用高压共轨系统带来标定与优化工作量显著增加的问题,基于Box-Behnken设计与响应面法对处于标定阶段的一款非道路用高压共轨柴油机进行了研究。以该柴油机设计点为例,在最大转矩转速1 600 r/min与额定功率转速2 600 r/min的全负荷工况下,选取主喷油量、预喷油量、主喷正时以及喷油压力4个标定变量为因子,在满足设计指标与相关约束的条件下进行了优化标定。试验结果表明:基于响应曲面法建立的柴油机各二阶响应面回归模型具有良好的准确性和预测能力,决定系数R2、调整决定系数R2 adj以及预测决定系数R2 pred均在0.92以上,试验值与预测值的最大偏差不超过3.07%;优化之后得出的标定变量组合使得该非道路用高压共轨柴油机的最大转矩达到200.7 N?m,额定功率达到40.1 k W,满足其设计指标,同时有效燃油消耗率、空燃比、最高气缸压力以及最高排气歧管气体温度均在许可的约束范围之内,表明将响应曲面法用于非道路用高压共轨柴油机设计点的优化标定是可行的。

摘要：柴油机活塞的二阶运动不仅影响活塞侧击力、摩擦磨损、机油耗和漏气量,而且还对活塞内冷油腔内机油的振荡流动与传热性能产生影响。在活塞动力学与运动学分析的基础上,结合活塞内冷油腔内的振荡传热性能模拟试验结果,采用计算流体力学仿真方法,建立了包含往复运动与二阶运动的计算流体力学仿真模型,研究了活塞二阶运动对内冷油腔内机油的振荡流动与传热性能的影响规律。研究结果发现,二阶运动的径向运动主要影响内冷油腔中机油的振荡流动,偏摆运动主要影响内冷油腔的瞬时换热性能。二阶运动使内冷油腔的瞬时充油率降低,循环平均降低4.6%。对油腔壁面的瞬时换热性能影响很大,最大的变化幅值为24.9%。对于整个换热过程,虽然充油率降低,但平均换热系数变化不大。因此,二阶运动对内冷油腔综合换热性能的影响可以忽略不计。该研究可为耐高温高强度铝合金活塞的设计提供理论和技术参考。

摘要：为了更加准确地预测轴承性能,提高轴承工作可靠性和寿命。基于弹性流体动力润滑理论,建立了卧式两缸柴油机连杆大头轴承的弹性流体动力润滑仿真模型。应用正交试验设计方法,以最大油膜压力、最小油膜厚度以及平均总摩擦功耗为考察指标,研究了轴承间隙、轴瓦宽度、油孔位置角和曲柄销油孔直径等因素对轴承润滑性能的影响。研究结果表明:最优方案与原方案相比,最小油膜厚度增加44.86%,最大油膜压力降低1.00%,平均总摩擦功耗增加4.84%。

摘要：利用气道稳流试验台,结合CFD模拟,对D19四气门、双进气道发动机进行相异气门稳流试验与燃烧分析。结果显示:相同气门最大开度,双气道间气流严重干涉,限制了涡流比和流量系数的提升;围绕气门最大开度设计的相异气门可充分利用缸内空间,使缸内气流形成相互交错的流动,避免气道间气流的严重干涉,实现流量系数与涡流比的提升,进气量的增加可使大部分燃油与空气进行更充分的混合,涡流比的提升使油气混合更加均匀,燃烧更充分,缸内放热量增加,Soot和CO大幅减少,NOx略有增加。

摘要：通过对高压共轨柴油机喷油控制的需求分析,发现在转速突变时进气系统具有明显的迟滞性,这种迟滞性表现为进气增量跟不上喷油增量,所设计的转速变化主喷油量修正算法能够重新修正原喷油量,以获得合理的空燃比,改善燃烧过程。多次喷射会造成轨压波动,经过多次喷射轨压波动油量修正算法对喷油量脉宽进行预修正,可以提高喷油执行精度。利用ETAS公司的ASCET建模软件工具和自主开发的ECU电路板,在YN33CR型高压共轨柴油机上进行了台架试验。试验结果表明:该喷油控制策略符合预期效果,能够有效改善喷油控制。

摘要：采用内冷油腔冷却可显著加强活塞的传热,但也会影响活塞头部的强度。为系统研究活塞结构与位置参数对活塞传热与结构强度的影响,优化内冷油腔的型式与其在活塞中的位置,以一款高压共轨柴油机活塞为研究对象,结合活塞的温度场测试,建立了活塞流固耦合传热有限元模型,对活塞的传热与结构强度进行了分析。在此基础上,采用正交试验设计法,分析内冷油腔的型式、距顶面距离和表面积3个因素对活塞传热与强度的影响。结果表明:3个因素对最高温度的影响基本相当,但其中表面积的影响最大,距顶面距离稍小,型式的影响最小。适当减小油腔的表面积可改善活塞顶面受热和油腔、回油孔和销座位置的应力集中,并减小变形量。

摘要：针对柴油机选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction,SCR)系统在不同工况下运行时性能差异较大,搭建了带SCR系统的柴油机测试台架,在对SCR系统性能测试的基础上,利用GT-POWER建立SCR系统模型,分析不同排气温度、不同排气流量、不同氨氮比对SCR性能的影响,并基于Box-Behnken设计与响应面法对柴油机SCR系统进行了研究,以排气温度、排气流量、氨氮比为变量因子,以NOX转化效率与NH3逃逸率为优化目标进行响应曲面优化。结果表明:排气温度对SCR性能影响较大,250~450℃为SCR最佳转化效率区间,NOX转化效率均在80%以上,NH3逃逸率均在5%以内;排气流量增加使NOX转化效率下降,NH3逃逸率上升,排气流量在200 kg/h以上尤为明显,排气流量每增加50 kg/h,NOX转化效率平均下降3%,NH3逃逸率平均增加4%;氨氮比增加使得NOX转化效率提升,同时NH3逃逸率增加,氨氮比在0.9以上能使NOX转化效率保持较高水平,氨氮比在0.9以下能保证较低的NH3逃逸率,氨氮比的选择尤为重要。根据响应曲面结果得出:不同的排气温度与排气流量配合不同氨氮比可提高NOX转化效率,降低NH3逃逸率,当排气温度为350℃,排气流量为200 kg/h,氨氮比为1.0时,SCR性能最佳,NOX转化效率达到96.4%,NH3逃逸率仅0.5%。该研究为SCR系统在柴油机不同工况下运行时的尿素控制提供有效的指导依据。

摘要：针对某四缸柴油甲醇双燃料发动机进气均匀性较差的问题,采用GT-power软件构建了柴油甲醇双燃料发动机仿真模型,分析进气总管、进气歧管的结构参数以及进气正时对进气均匀性的影响程度。以进气总管直径、进气歧管长度、2、3缸的进气歧管直径以及进气正时为优化变量,以降低进气不均匀度为设计目标建立响应面模型,并结合多岛遗传算法进行优化。优化结果表明:减小进气总管直径和进气歧管长度以及进气正时,增加2、3缸的进气歧管直径几何参数,改善了进气歧管内空气和甲醇的流动质量,使发动机的进气不均匀度由原机的10.35%降低到2.19%。

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：针对TPMS轮胎自动定位中利用场强技术结合双轴加速度实现轮胎自动定位,提出一种利用双轴加速度传感器进行左右轮胎识别的算法。利用该算法结合胎压监测芯片SP40PLUS和加速度传感器设计了TPMS发射模块,并优化了加速度采样频率和识别方向所需的采样点数。最后利用优化的采样频率和采样点数设计了系统控制程序,并且系统控制程序会根据程序运行的不同阶段进入胎压监测芯片相应的省电模式以减少电流消耗。实验结果表明,该算法能够准确快速的识别左右轮胎。在进行的100组数据测试中,该算法对左右轮胎的识别成功率为100%。识别时间会随着车速的增加不断缩短并且在9 km/h时的识别时间仅为2.1 s。