微型HCCI自由活塞发动机着火模型的研究

通过分析微型自由活塞发动机HCCI(Homogeneous Charge Compression Ignition)燃烧过程主要受化学动力学控制的特性,结合自由活塞运动特点,使用变体积法对单次冲击微型HCCI自由活塞发动机着火时刻进行预测,并建立了相应的模型.在一台微型自由活塞发动机装置上,运用该模型对不同初始混合气压力情况进行了着火时刻的预测模拟,得到一定的结果,并进行了理论分析.     

车用柴油/CNG双燃料发动机工作性能的研究

将490Q直喷型柴油机改装成柴油／CNG(压缩天然气)双燃料发动机，对该机分别进行了燃用纯柴油、双燃料的试验，对比了相应工况下两者的动力性、经济性以及排放、噪声等性能指标，得出双燃料发动机的工作特性。     

汽油机程控可变工作气缸系统的试验研究

车用发动机一般多工作在中小负荷区，而这一部分区域的燃油消耗率比最低燃油消耗率高出许多，为了降低发动机中小负荷的燃油消耗，在汽油机原结构基本不变的基础上，设计了一种通过特制的摇臂组件，采用电磁铁控制滑键来控制气门开启与关闭的装置，对于发动机不同的使用工况，通过控制工作缸数使之处于最佳的节油状态，台架试验结果表明，使用该装置可降低发动机部分负荷燃油消耗率和排放，并可降低怠速排放。     

发动机气缸电喷镀镍磷合金镀层及耐腐蚀性能

为提高发动机气缸的耐久性,该文采用喷射电沉积法在发动机气缸上制备Ni-P合金镀层,并用电化学极化曲线方法和交流阻抗技术对比研究镀有Ni-P合金的发动机气缸在50 g/L的NaCl溶液中不同时刻的腐蚀规律和腐蚀机理。结果表明,随着浸泡时间的增加,原始氧化膜减薄,膜层下的Ni-P合金暴露在溶液中产生活性溶解,随后电极表面有腐蚀产物聚集,阻碍腐蚀的进行;腐蚀过程由活化控制转变为镀层和腐蚀产物内的扩散控制;电喷镀所得Ni-P镀层在NaCl溶液中的耐腐蚀性能约是传统电沉积的5倍左右,发动机气缸电喷镀Ni-P合金镀层后具有良好的耐蚀性。研究结果可为进一步提高镍磷镀层的耐腐蚀性能提供参考。     

轻型柴油机预混合低温燃烧路径优化试验及分析

为探索轻型车用柴油机在中小负荷率工况下实现超低排放的预混合低温燃烧策略,以某四缸轻型车用柴油机为样机,在中小负荷率工况下,进行了喷射正时、废气再循环率(exhaust gas recirculation,EGR)、进气温度、喷射压力、预喷射等不同控制参数对柴油机预混合低温燃烧影响的试验研究。证明适时早喷射可延长预混合期实现预混合燃烧,改善柴油机碳烟排放;采用高比例EGR技术降低进气氧浓度能有效控制预混合燃烧温度,可有效降低NOx排放,同时可推迟由早喷射造成的过早的燃烧相位;在适时早喷射结合高比例EGR的基础上,协同优化喷射压力、进气温度与预喷射参数改善NOx和碳烟排放Trade-off关系,以实现超低排放的预混合低温燃烧;通过预混合低温燃烧路径优化后,10%、25%和50%负荷率工况NOx排放与原机相比分别降低97.8%、80.7%和62.1%,碳烟排放分别降低76%、93.9%和47.1%。3个负荷率工况下优化后的有效燃油消耗率比优化前略有上升。研究结果为轻型柴油机预混合低温燃烧过程的优化及污染物排放控制技术提供了理论基础。     

抗氧化剂对生物柴油排放的影响

通过添抗氧化剂改变生物柴油的酸值与过氧化值,提高生物柴油的氧化安定性。该研究选择迷迭香（K1）和茶多酚（K2）2种抗氧化剂添加到生物柴油与柴油形成的调合油（B20）中,在186F柴油机上进行排放特性试验。考察了标定转速3000 r/min,10%、25%、50%、75%和100%负荷工况时,抗氧化剂对HC、CO、碳烟和NOx排放的影响。研究表明：与柴油相比,燃用B20调合油HC、CO排放和烟度值大幅降低,NOx排放增加;与B20调合油相比,燃用添加抗氧化剂（迷迭香和茶多酚）的K1B20和K2B20在各工况下生成的 HC、CO排放和烟度值的平均值分别升高了1.2%、10.2%、8.5%和6.4%、3.8%、4.3%,NOx排放分别比B20降低了9.5%和4.2%。添加抗氧化剂可以有效降低生物柴油的NOx排放。     

废气再循环改善生物柴油发电机的经济性和排放性

在单缸风冷四冲程柴油发电机上,采用0、16%、28%EGR(exhaust gas recirculation,废气再循环)率,分别以柴油和生物柴油为燃料进行了试验,测试并分析了经济性,NOx、HC、CO和烟度的排放性能。研究表明:生物柴油油耗高于柴油,在0、16%和28%EGR率时,生物柴油的体积油耗平均高出柴油约9%、10%和17%;与无废气再循环相比,16%和28%EGR率时,燃用柴油平均可减少NOx约17%和35%,燃用生物柴油平均可减少NOx约10%和24%,生物柴油的NOx排放量高于柴油平均约6.5%和17%;燃用柴油时随EGR率增大,HC的排放量增大,16%和28%EGR率时,生物柴油的HC排放低于柴油平均约6%和28.5%;28%EGR率时,生物柴油CO排放量低于柴油,平均降低约24%;随EGR率增大,生物柴油的烟度增大,燃用生物柴油在小负荷和中负荷时烟度高于柴油。     

低温等离子体发生器工作参数优化

低温等离子体（non-thermal plasma,NTP）发生器放电产生的活性物质可有效去除柴油机颗粒捕集器（diesel particular filter,DPF）中沉积的颗粒物（particulate matter,PM）,而发生器的工作参数直接影响活性物质的浓度,选取合适的工作参数有利于活性物质的产生。该文以空气为气源,考察了放电区表面温度、放电电压、放电频率、空气流量4个因素对NTP发生器产生活性物质浓度的影响。以O3质量浓度作为试验指标,进行了正交试验设计,并对试验结果进行单因素影响规律的分析、极差分析以及方差分析。研究表明：较低的放电区表面温度和放电频率有利于O3的生成,O3质量浓度随着空气流量的增大先升高后降低,随放电电压的变化没有明显的增减趋势;放电区表面温度、空气流量为显著因素,放电电压和放电频率为不显著因素;各因素对试验结果影响的大小顺序为：空气流量＞放电区表面温度＞放电频率＞放电电压;NTP反应器产生活性物质的较优组合是：放电区表面温度40℃、放电电压19 kV、放电频率7 kHz、空气流量5 L/min。研究结果对开发用于分解柴油机PM的NTP系统、优化NTP技术再生DPF的研究有重要的指导意义。     

提高发动机气缸电喷镀沉积速度的工艺优化

为提高镀层沉积速度,该文对电喷镀气缸的沉积速度进行多变量工艺参数优化。采用JMP软件对电喷镀进行试验研究,探讨了电压、镀液温度、两极间隙、镀液流速、两极相对运动速度对镀层沉积速度的影响,通过响应面分析和逐步逼近法分析了各影响因子与响应的关系,建立了二次回归数学模型。并利用二次曲面主轴梯度法进行了多变量函数优化,确定了镀层沉积速度的最佳工艺参数：电压15 V,镀液温度72℃,两极间隙1 mm,镀液流速1.2 m/s,两极相对运动速度170 mm/min,此工艺条件下得到的镀层沉积速度为79.13 μm/min,约是传统电沉积的130倍,提高了生产效率,并且优化后镀层致密光滑,无气孔,镀层质量优等。研究结果可为高速电镀的实现提供参考。     

机械-液压双元动力发动机锥形配流阀的优化

机械-液压双元动力输出发动机（MHPE）将传统的内燃机和柱塞泵融为一体,可同时或单独输出机械、液压2种动力。MHPE采用锥形阀配流系统,其容积效率高低直接影响MHPE的整机性能。该文以容积效率为目标函数,以锥形阀的工作条件和结构尺寸为约束条件,以MHPE锥形阀的结构参数为优化变量,建立了优化模型,并基于iSIGHT软件进行优化设计。优化结果表明,优化后系统的容积效率提高5.71%,改善程度较大。