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国家高技术研究发展计划(2012AA111714): 作品数：15 被引量：72H指数：5; 相关作者：苏万华邬斌扬尧命发刘二喜陈贵升更多>>; 相关机构：天津大学清华大学潍柴动力股份有限公司更多>>; 发文基金：国家高技术研究发展计划国家重点基础研究发展计划国际科技合作与交流专项项目更多>>; 相关领域：动力工程及工程热物理交通运输工程机械工程更多>>

增压式喷油器设计参数对换向阀性能影响研究被引量：1: 2014年; 为改善大功率柴油机排放性能、减少燃油消耗率,开发了一款新型增压式喷油器,阐述了其功能、结构组成及工作原理。分析发现液力换向阀的响应时间是影响增压压力曲线形状建立的关键因素。利用一维流体仿真软件FlowMaster建立了增压型喷油器的仿真模型,并通过实验验证了模型的正确性。在发动机转速1000r/min、控制脉宽3ms下,仿真计算了量纲一参数A1、A2,共轨压力pr,换向阀间隙燃油泄漏系数λ对换向阀响应特性的影响。结果表明:在其他条件不变的情况下,液力响应时间to2、to3随着A1、A2的增大而增大,tc2、tc3随着A1、A2的增大而减小;液力响应时间to2、tc2随着pr的增大保持恒定,to3、tc3随着pr的增大而减小;液力响应时间to2随着λ的增大保持恒定,to3随着λ的增大小幅增大,tc2、tc3随着λ的增大而减小。; 温占永杨雨田战强苏万华; 关键词：柴油机换向阀仿真

重型柴油机颗粒物分布规律的试验研究被引量：5: 2018年; 为了同时控制车用重型柴油机的颗粒物排放质量和数目,该文对稳态工况及瞬态工况下柴油机排放颗粒物分布规律进行了试验研究。试验结果表明:在稳态工况下,随着负荷的增加或者转速的提高,积聚态及核态颗粒物数目浓度、中位直径(count median diameter,CMD)、表面积和质量均呈现增大趋势,且峰值向大粒径方向偏移。在本研究中,稳态工况全工况总颗粒物数目浓度为1.5×10~6~4.5×10~6个/cm^3,积聚态颗粒物数目浓度为2×10~6~1×10~7个/cm^3,而核态颗粒物数目浓度为1×10~7~3×10~7个/cm^3,在总颗粒物数目浓度中占比为65%~96%。全工况当量比均小于0.7,在中低转速,当量比对颗粒物分布影响较为明显,在高转速尤其是大负荷条件下,当量比的影响减弱。在瞬态工况下,颗粒物数目浓度出现了与颗粒物质量类似的排放尖峰现象,浓度峰值达到2×108~7×108个/cm^3,比其对应的稳态工况出现的浓度峰值高出1个数量级。而且排放尖峰现象中,积聚态颗粒物数目浓度占主要部分,其峰值浓度比稳态工况要高出2个数量级,此时排放尖峰现象中核态颗粒物数目浓度也出现明显增长。排放尖峰现象对应的粒径主要集中在积聚态颗粒物的50~200 nm范围和核态颗粒物的6~8 nm及20~50 nm范围。这主要是因为当量比在瞬态过程出现了超过临界当量比0.8的情况。研究结果对重型柴油机颗粒物排放控制以及生成机理有重要指导意义,并可为排放后处理器的匹配计算提供数据支持。; 周小波周小波胡清华闫峰; 关键词：柴油机排气稳态工况瞬态工况

融合低温预混合燃烧和ISG的混合发动机技术被引量：5: 2013年; 在一台2.5,L高压共轨柴油机上,使用燃料晚喷和EGR实现低温预混合燃烧,降低原机NOx和碳烟排放;使用燃烧状态分析单元,采集缸压信号并计算平均指示压力(IMEP)、平均泵气压力(PMEP)和最大缸内压力等燃烧状态指标,再通过喷油定时和喷油脉宽的控制,实现燃烧闭环控制,提高燃烧的稳定性和各缸一致性;对摩擦转矩和发动机有效转矩进行预估,并进行转矩闭环控制;通过启动/发电一体化(ISG)电机、离合器和超级电容构建并联混合动力系统,在发动机和ISG电机间进行转矩协调,瞬态过程中发动机输出转矩的不足由ISG电机进行动态补偿.等效NEDC工况的台架试验结果表明,使用融合低温预混合和ISG电机的混合发动机技术,NOx排放下降44.7%,碳烟下降36.7%,总油耗下降8.8%.; 方成杨福源欧阳明高高国景陈林

不同EGR循环方式对重型柴油机燃烧与排放特性的影响被引量：5: 2014年; 针对一台共轨重型柴油机,从提升废气再循环(exhaust gas recycling,EGR)循环能力的角度研究了基于二级增压系统的高压EGR(HP-EGR)、低压EGR(LP-EGR)及基于LP-EGR的高、低级涡轮间废气能量分配对柴油机燃烧过程、性能和排放的影响规律。研究结果表明:与HP-EGR相比,LP-EGR受转速和负荷的影响减小,能够显著提升EGR的循环能力,使柴油机在更宽广的EGR率区域内运行,并将氮氧化物(NOx)降至更低水平;采用HPEGR时,涡前压力随EGR率增加呈线性下降,但LP-EGR的涡前压力与进气压力变化较小,同时在低速中、高负荷时获得较高的空燃比,并显著改善NOx排放与有效燃油消耗率(brake specific fuel consumption,BSFC)和NOx与碳烟排放的平衡关系;在中、高转速高负荷时,HPEGR进/排气压差随EGR率增加逐渐下降并更加低于LP-EGR,NOx-BSFC的平衡关系显著改善;而LP-EGR通过适当增大废气旁通阀开度能有效降低BSFC,同时对NOx-碳烟的平衡关系影响较小,但低转速高负荷时应采用关闭旁通阀的控制策略。; 陈贵升吴伟沈颖刚尧命发郑尊清张韦; 关键词：重型柴油机二级增压燃烧过程排放特性

基于PSPICE喷油器电磁阀双电源双边驱动电路的设计与优化研究被引量：12: 2015年; 为了提高喷油器电磁阀的高速驱动性能,建立了精确的电控柴油机电磁阀驱动模块的PSPICE模型,据此仿真分析了驱动方式和续流方式、驱动电压及续流回馈电压对电磁阀开启、关闭响应性影响规律。设计了电磁阀双电源双边驱动钳压续流电路,进行了工作过程的数学分析和参数优化。试验结果表明:该驱动电路提高了各个通道的喷油一致性,小油量(0.5ms喷油脉宽)时各驱动通道的最大偏差率为2.21%,相对标准差为1.41%,同时五次喷油下缸压峰值波动率为0.57%,该驱动电路满足高效清洁燃烧系统对喷油器驱动控制精度和各缸喷油规律一致性的要求。; 陈礼勇刘二喜郭树满苏万华; 关键词：内燃机电磁阀驱动电路 PSPICE

进气门晚关机构和EGR模式对两级增压柴油机热效率和排放的影响被引量：1: 2014年; 在低速中等负荷工况下对一台装有高压级带VGT的两级涡轮增压器(VGT+TC)的直列6缸重型柴油机进行了试验研究,对比分析进气门晚关机构(LIVC)开启与不开启、高压EGR系统(HP EGR)与低压EGR系统(LP EGR)以及不同VGT开度对柴油机热效率和排放的影响.研究表明,使用LIVC后,与EGR能产生协同作用,使缸内氧浓度和高温区域减少,有效降低NOx排放,同时延长滞燃期,当量比分布更加均匀,可有效降低碳烟排放,但碳烟排放对应EGR率变化存在一个临界EGR值,超过临界EGR率后,碳烟排放变差.使用LIVC对有效热效率的影响很小.在相同EGR率下,采用低压EGR系统时,具有更好的NOx和碳烟折中排放,同时有较高的有效热效率.; 朴有哲邬斌扬于晓洋苏万华; 关键词：热效率

基于缸压信号的柴油机NO_x排放建模: 2013年; 在1台缸内直喷、增压中冷柴油机上建立了基于缸压信号的NOx排放经验模型。利用iCAT采集缸压信号,基于缸压信号计算得到燃烧放热率、燃烧累计放热量,建立了零维双区燃烧模型并由此得到了全局温度、未燃区温度和已燃区温度。结合NOx的生成机理,从燃烧过程曲线中提取了与NOx排放相关的燃烧状态参数,并根据固定工况试验分析了燃烧状态参数与排放的相关性,结果表明最大缸压、最大压升率、最大燃烧放热率相位、50%燃烧放热量相位、已燃区最高温度和高温NO生成面积与NOx排放具有强相关性,可以作为NOx排放模型的输入。进行了稳态多工况建模和验证试验,根据建模试验建立了NOx排放的二次多项式模型,通过验证试验验证了所建排放模型的预测精度。结果表明,基于缸压信号的NOx排放经验模型结构简单,预测精度高,可写入iCAT中用于NOx排放的实时预测。; 张静一杨福源欧阳明高帅石金; 关键词：气缸压力氮氧化物数学模型

高/低压EGR对两级增压柴油机性能和排放影响的试验研究被引量：16: 2014年; 在一台两级增压高压共轨柴油机上,进行了高压废气再循环(HP-EGR)和低压废气再循环(LP-EGR)对柴油机燃烧、性能和排放影响的试验研究。研究结果表明:随EGR率增加,LP-EGR的高低压级压气机的压比和流量变化较小,而HP-EGR的高压级和低压级压气机都由中心高效区向低效区和流量减小的方向偏移,并快速靠近喘震线;低负荷时,HP-EGR的滞燃期延长,预混合燃烧比例较高,燃烧持续期缩短,更好地改善了NOx排放与油耗率和碳烟排放之间此消彼长的关系;低速高负荷时,随EGR率增加,相对HP-EGR,LP-EGR能提高两级增压系统的效率和做功能力,明显提高氧燃当量比,同时显著改善NOx排放与油耗率和碳烟排放之间此消彼长的关系;中高转速高负荷时,随EGR率增加,HP-EGR的进排气压差逐渐下降并越加低于LP-EGR,使得泵气损失明显减少,NOx排放与油耗率和碳烟排放之间此消彼长的关系好于LP-EGR。; 郑尊清张文强尧命发陈贵升毛斌; 关键词：内燃机柴油机废气再循环

高压共轨喷油器可变续流驱动电路的设计研究被引量：5: 2017年; 基于提升&保持(Peak&Hold)驱动方式不同电流释放阶段对下降速率的需求,进行了可变续流喷油器驱动电路设计与性能研究。电路设计采用高、低边及单电源驱动,在高边MOS源极设置反向二极管及电容接地,在低边MOS漏极设置二极管接驱动电源。通过改变不同阶段高低边MOS开关逻辑,使用不同有效续流回路决定电流下降快慢以满足Peak&Hold需求。试验表明:与通过匹配阻抗而折中电流下降速率的RD续流(R=10Ω)相比,可变续流驱动电路喷油量控制精度提高,喷油器关闭阶段时间缩短了30μs,喷油量循环变动率在大油量时下降了0.36%,在小油量时降低了2.86%;此外,可变续流驱动电路在电流关闭阶段利用喷油器线圈释放电磁能向驱动电源充电,使喷油器电磁铁驱动能耗降低。在大油量时,可变续流驱动电路驱动电源电压下降幅度减少了1.5V,其恢复时间缩短了0.5ms。由于能耗降低,电路发热量减少,可变续流驱动电路最高温度仅37℃,比RD续流下降了127℃。; 刘二喜郭树满陈礼勇吴学舜裴毅强苏万华; 关键词：电控喷油器驱动电路驱动电流

进气门晚关与两次喷射协同作用对柴油机中转速中等负荷的影响被引量：6: 2014年; 通过对一台高密度-低温燃烧(HD-LTC)柴油机在1,600,r/min和1,900,r/min、中等负荷(50%负荷,平均有效压力为1.0,MPa)下进行研究,分析了进气门晚关(IVCA)机构在开启或关闭状态下及IVCA机构在开启条件下采用主喷加后喷策略对发动机的燃烧、排放和热效率的影响.结果表明:与未开启IVCA相比,HD-LTC柴油机在开启IVCA结构时,NOx与soot的折中排放大幅降低,同时有效热效率上升.采用主喷加后喷策略后,当后喷比例和定时适当时,soot排放大幅降低,NOx排放也略有下降.与1,600,r/min相比,1,900,r/min的最优后喷比例较低且定时较早,表明中等负荷下转速从中到高的变化过程中,同时降低后喷比例和提前后喷定时,有利于获得更优的排放效果.; 刘二喜战强邬斌扬于晓洋李云强苏万华; 关键词：柴油机燃烧

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