真实驾驶循环中的发动机电基合成燃料评估

电基合成燃料（E-Fuels）是实现环境和气候目标的一个重要组成部分。其中C1含氧化合物因其具备清洁燃烧的特性而备受关注,包括氧化亚甲基醚（OME）、碳酸二甲酯（DMC）和甲酸甲酯（MeFo）。为探索新型燃料在内燃机中的潜力,对汽油和柴油燃烧、排放模型进行了优化和扩展。在成功验证和标定模型后,对虚拟测试车辆进行了研究,重点关注燃料的效率潜力、排放水平和经济性。首先,基于现代汽油、柴油和天然气发动机,开发了不同概念的OME和DMC/MeFo发动机;其次,在真实驾驶循环（RDE）中对这些发动机概念在E级乘用车和40 t卡车上的应用进行了评估。结果表明,通过调整喷射策略和匹配废气再循环,OME发动机能实现最佳的热效率和极低的排放;混合燃料DMC/MeFo由于高抗爆性,结合先进的发动机技术,能达到接近柴油机的热效率,且发动机复杂性大大降低,这使得DMC/MeFo燃料在重型卡车应用中具有广阔的前景。     

变工况条件下HCCI/SI燃烧模式转换的实现

为了满足车用发动机的要求,在HCCI燃烧的运行范围之外,仍需要使用火花点火（SI）燃烧模式.目前HCCI/SI模式转换的方法和策略都是在相同工况下完成的,这增加了控制上的难度并会带来负荷波动.针对此问题,采用全可变气门机构结合外部废气再循环的方法,在变工况条件下,完成HCCI和SI燃烧模式的转化.并将HCCI燃烧模式中废气率调整负荷的方法延伸进SI燃烧控制中.由于在控制策略层面,采用模式过渡的方法,消除了HCCI/SI模式转换的概念,因而简化了控制策略.     

汽车驾驶仿真器中发动机仿真模型的实现

汽车动力学模型是研制汽车驾驶仿真器的前提,建立发动机仿真模型是建立汽车动力学仿真模型的关键.根据某发动机已知数据,采用最小二乘法、松弛迭代法等计算方法实现多项式拟合发动机的稳态转矩与转速之间的关系曲线,得到了能够描述该发动机的外特性关系式.运用所建仿真模型求取了一定条件下的有关数据,并与相应实测所得数据进行了对比.对比...     

汽油机连续可变进气凸轮轴相位策略的数值模拟

针对486Q汽油机连续可变进气凸轮轴配气相位系统的研制,采用发动机循环模拟数值方法研究连续可变进气凸轮轴配气相位系统的相位策略。数值模拟表明486Q汽油机在高负荷中低转速工况通过进气相位提前抑制进气在气门关闭时刻向进气道的倒流可有效提高循环进气量,使中低转速工况动力输出性能提高6%～8%,其结果与随后试验测试获得进气相位变化量一致。综合考虑燃油消耗率和有害排放物生成,数值模拟中等负荷工况进气相位参数的调节优化,通过进气相位提前,示例工况缸内残余废气系数可从9%增加到20%,NO排放量低减约80%,燃油消耗     

面向自动驾驶的驾驶环境视觉感知复杂度量化评估方法

为优选自动驾驶汽车开放测试、示范道路并支撑其驾驶环境的优化,提出面向自动驾驶的驾驶环境视觉感知复杂度量化评估方法。以百度街景地图作为驾驶环境数据源,运用脚本文件以及截图工具PicPick搭建自动化街景图像数据提取平台,并在不同区域、不同道路等级下采集上海市50条典型道路的驾驶环境数据;从行人、交通标志、交通标线、红绿灯、车辆5方面出发,构建驾驶环境要素感知平台,并开展感知精度的量化评估;在单要素感知准确率的基础上,采用熵权法确定多维感知要素权重,计算各道路综合感知准确率,并应用轮廓系数法与K-means++聚类算法进行视觉感知复杂度分级。结果表明,上海市典型道路的驾驶环境视觉感知复杂度分为三级,大部分道路的视觉感知复杂度属于2级;对比不同等级道路发现,支路的视觉感知复杂度总体上低于主干路。     

模拟驾驶系统中动力学模型的研究与仿真

采用动力学和运动学分析方法对汽车所受的力进行研究,得出其动力学方程,从而对汽车驾驶进行仿真,并对车辆动力学仿真运动模型实验建模,将实验的数据发送给视景计算机,由其驱动视景变化,视景计算机对车辆运动进行碰撞检测,将碰撞结果反馈给主机进行所受外力的计算,由此仿真模拟驾驶系统的运动.通过实验所建立的模型基本满足模拟驾驶系统的要求.     

基于驾驶舒适度的刹车策略

为了研究刹车过程中驾驶员的驾驶舒适度与踏板力的关系,以刹车过程中汽车加速度作为驾驶舒适度的量化指标,建立汽车动力学模型和多目标优化的方法,得到驾驶舒适度、制动距离和踏板力三者的数学关系模型,利用MATLAB软件分析该数学关系模型,得到最小踏板力。结果表明,通过多目标优化方法得到的最小踏板力使得制动距离小于安全距离,同时驾驶舒适度最好。     

喷油策略对直喷汽油机快速起动的影响

运用CFD(computational fluid dynamics)手段,对一款缸内直喷汽油机快速起动工况中的二次喷油策略进行分析研究.结果表明:过早的初次喷油会在活塞表面形成大量的油膜,导致燃油蒸发量过少,使得缸内混合气过稀,无法满足点火要求;第一次喷油越迟,滞留在排气门坑处的浓混合气越多,导致未燃碳氢排放增加,常温初次喷油时刻应设定在270°CA(曲轴转角)~240°CA BTDC(上止点前)范围内;相较于第一次喷油,在压缩过程中的第二次喷油对壁面油膜的影响较小,早于90°CA BTDC的喷油会导致液滴与缸套发生较多的碰撞;根据仿真结果,常温冷机起动的第二次喷油时刻应当设定在90°CA BTDC之后.     

语篇分析评估循环模式下的视角切面

视角作为构建语篇的一种意义资源,涉及叙述者的定位、聚焦、心理、观念等,是理解语篇的重要因素之一,从更高层面制约语篇的衔接与连贯。文中在语篇分析评估循环模式下,讨论视角选择、视角表现、话题与视角;探寻语篇视角中的时间切面、空间切面、心理切面和观念切面如何在语气和情态上得到体现,实现对言语资源的更合理的理解和评价。视角切面研究有助于挖掘视角在语篇人际意义方面的贡献,从而为语篇整体意义研究提供新的视野。     

基于优化动力技术的多缸汽油机均质混合气压燃/火花点火模式循环变动

摘要： 采用优化动力技术实现了四缸汽油机的均质混合气压燃（HCCI）稳定燃烧;统计分析了火花点火（SI）与HCCI模式的切换点,2种模式下在相同负荷时缸内、缸间的循环变动特点,以及HCCI燃烧向高负荷范围拓展的限制条件和解决方法.结果表明：在1 400 r/min的较低转速下,适当增加切换点负荷,可使切换后的HCCI燃烧更为平稳;当负荷相同时,HCCI模式下燃烧参数的循环变动系数显著低于SI模式,且其平均指示压力在缸内的循环变动系数小于2.5%,缸间的循环变动系数小于3.0%;各缸之间的燃烧参数存在规律性的差异,可采用重新布置进气管路和冷却水循环管路来解决;拓展HCCI负荷范围,必须采取降低进气温度和采用废气再循环的措施,以抑制着火时刻过早和放热率过大的情况发生.
关键词： 汽油机; 均质混合气压燃; 循环变动; 模式切换; 平均指示压力
中图分类号： TK 401文献标志码： A     

HCCI汽油机混合燃烧及放热率计算模型

火花辅助点火HCCI燃烧,是介于纯均质压燃着火燃烧以及传统火花点火燃烧这2种燃烧模式之间的一种特殊的燃烧模式.为此,在全可变气门机构HCCI单缸试验发动机上.研究了火花辅助点火SI-HCCI燃烧模式过渡过程的燃烧特征.通过对火花辅助点火对HCCI燃烧及混合燃烧影响规律的系统分析,提出了产生混合燃烧必须满足的温度条件,建立了由SI向HCCI切换的判断条件计算函数;结合SI函数、HCCI函数和切换条件函数,构建了能够描述混合燃烧过程的燃烧放热率计算模型,为SI-HCCI模式过渡控制策略研究提供了理论依据和技术手段.     

HCCI汽油机缸内热力学状态的影响因素

缸内热力学状态对汽油机HCCI着火及燃烧过程有着决定性的影响本文在全可变气门机构单缸试验发动机上,系统研究了残余废气率、有效压缩比、空燃比、进气温度、冷却水温、进气流态以及发动机转速等参数对缸内热力学状态的影响规律．研究发现,在较大区域改变内部残余废气率时,HCCI燃烧存在热状态自稳定效应．内部残余废气、冷却水温、进气温度、空燃比、有效压缩比都可以作为控制HCCI燃烧缸内热力学状态的参数．通过对内部残余废气率、有效压缩比以及空燃比的协同管理,可以实现对缸热力学状态的快速管理,进而实现对汽油机HCCI燃烧相位的控制．     

火花辅助对多缸汽油机HCCI燃烧及排放的影响

采用优化动力技术手段,利用发动机冷却水和排气余热加热进气,在多缸汽油机上实现了均质混合气压缩(HCCI)燃烧,研究了火花辅助点火对HCCI燃烧及其排放特性的影响.结果表明：当进气温度未达到HCCI稳定燃烧条件时,火花辅助有助于HCCI燃烧,并可增大平均指示压力、最大气缸爆发压力以及最大压力升高率,降低循环波动率,提高燃烧稳定性;火花辅助使得HCCI燃烧出现了2个放热阶段,当点火提前角增加时,主燃烧阶段的放热率峰值增大,燃烧起始点提前;在发动机转速为1 200~1 600 r/min的小负荷范围内,火花辅助可以适当降低NOx和HC的排放量.     

重型车用柴油机废气发电复合涡轮行驶工况的适应性

针对发电复合涡轮形式对发动机余热回收效果的影响,建立了详细的某重型柴油机废气涡轮回收整车仿真平台,构建了电辅助复合涡轮、并联复合涡轮、纯电动复合涡轮和串联复合涡轮4种形式废气能量回收方案,对比分析了这4种典型的复合涡轮结构在发动机外特性、瞬态工况和道路运行工况下的废气能量转换效率及节油效果.研究结果表明,不同的驾驶工况应选用不同的复合涡轮形式;采用基于涡前压力动态优化控制,是实现发动机功率与涡轮发电功率合理分配、达到发动机总体效率优化的关键.研究结果对于复合涡轮结构选型以及发电复合涡轮与发动机的匹配与集成具有指导价值.     

裂解器的设计及其在电控发动机上的试验

为适应装车要求,并提高甲醇喷嘴的可靠性,研究设计了第三代甲醇裂解器．通过对裂解器外部形状的改进设计和采用独特的回醇冷却的方式,既满足了装车要求,又解决了甲醇喷嘴高温可靠性问题．同时,为了确保裂解气发动机的性能,在点燃式电控发动机上进行试验研究．结果表明：研制的第三代甲醇裂解器,发动机的动力性达到了与原机相当的水平;甲醇的当量燃料消耗率较汽油降低14．3％-30．7％;最小的甲醇与汽油的容积替换比为1．43．     

一种基于缸内压力波检测的汽油机爆震控制系统

对利用检测缸内压力波进行爆震判别与控制进行了研究，采用经过爆震频率带通滤波后的缸内压力波的峰值作为衡量爆震强度的指标，通过实验确定判别爆震发生的门坎值．考虑到爆震指标分布的特点，采用统计的方法确定爆震的强度，并且根据爆震强度对点火提前角进行控制，使发动机工作在轻微爆震状态，经济性和动力性得到了提高     

Study the ethanol SI/HCCI combustion mode transition by using the fast thermal manasement system

In this paper the ethanol homogeneous charge compression ignition （HCCI） is achieved in a modified single cylinder engine by means of a self-developed fast thermal management system （FTMS）, and the ethanol SI/HCCI operation regions are defined. It can be concluded that the thermal efficiency is higher and the NOx emission is lower in the HCCI operation region. In addition, the maximum NOx emission drops by 98%. The ethanol SI/HCCI combustion mode transition is conducted in different conditions near the SI/HCCI operation boundaries. It is likely to realize the transition by the utilization of FTMS. However, it is impossible to complete the transition within one operating cycle under current operation conditions. There are fluctuations in engine speed and brake mean effective pressure during the transition process. In order to reduce the fluctuations during the transition, the initial work concerning the effects of the spark ignition on the transition smoothness is carried out and the investigation indicates that the engine speed and brake mean effective pressure fluctuations cannot be eradicated only through spark ignition. Therefore, the control strategies combined with other factors should be further optimized.     

Study the ethanol SI/HCCI combustion mode transition by using the fast thermal management system

In this paper the ethanol homogeneous charge compression ignition (HCCI) is achieved in a modified single cylinder engine by means of a self-developed fast thermal management system (FTMS), and the ethanol SI/HCCI operation regions are defined. It can be concluded that the thermal efficiency is higher and the NOx emission is lower in the HCCI operation region. In addition, the maximum NOx emission drops by 98%. The ethanol SI/HCCI combustion mode transition is conducted in different conditions near the SI/HCCI operation boundaries. It is likely to realize the transition by the utilization of FTMS. However, it is impossible to complete the transition within one operating cycle under current operation conditions. There are fluctuations in engine speed and brake mean effective pressure during the transition process. In order to reduce the fluctuations during the transition, the initial work concerning the effects of the spark ignition on the transition smoothness is carried out and the investigation indicates that the engine speed and brake mean effective pressure fluctuations cannot be eradicated only through spark ignition. Therefore, the control strategies combined with other factors should be further optimized.     

上海市车辆实际运行工况的调查与分析

车辆实际运行工况直接影响混合动力汽车动力系统的选型以及具体控制策略的实施．利用自行开发的数据采集系统对上海市轻型汽车的实际运行工况进行了试车运行和数据采集工作．所选取的道路和运行时间是在分析当时上海市道路交通状况的基础上进行的．对采集数据进行了统计分析，并参考欧洲行驶循环，初步构造出上海市轻型车的实际行驶曲线，掌握了上海市车辆实际运行的特点。