特约专稿

• 内燃机点火系统研发进展

  赵庆武;孔德炎;田杰;熊勇;程勇;王兆宇;

  为提高内燃机在稀燃模式下的点火稳定性，从点火机理及放电等离子体覆盖范围两个角度分析不同点火的效果，探讨点火系统在燃烧速率控制及爆震抑制等方面的潜力，总结先进点火系统的发展方向。分析结果表明：点火系统在内燃机燃烧控制过程中起关键作用，先进点火技术可以保证内燃机在稀燃模式下的点火稳定性；增大点火能量和点火范围可以提高点火稳定性，但这两者同时增大导致总点火能量急剧上升，要求点火系统的功率更大，增大系统的复杂度，降低发动机的经济性。目前绝大多数点火方法主要基于气体放电生成等离子体引燃混合气，通过调整放电等离子体的特性，点火系统可以在缸内燃烧全过程对燃烧放热进行柔性控制。

  2025年03期 v.42;No.207 1-9+18页 [查看摘要][在线阅读][下载 5715K]
  [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ]

设计开发

• 国六重型柴油机排气热管理技术

  李明星;张腾;邹利宁;周承忠;黎幸荣;

  为有效提高发动机排气温度和选择性催化还原器(selective catalytic reduction, SCR)入口温度，以某款国六重型柴油机为研究对象，根据排气温度分布特征将缸内燃烧控制区域划分为若干区间，每个区间制定差异化的温度控制策略；通过试验验证进气节流阀调控和燃烧参数优化两种排气热管理技术的效果，在此基础上设计集成了SCR自动加热模式的发动机自适应排气热管理策略，并开展发动机台架冷态世界统一瞬态循环(world harmonized transient cycle, WHTC)试验和高原复杂路况实车验证试验，评估热管理策略的实际效果。结果表明：后喷油量、后喷正时对排气温度的影响明显大于轨压、主喷正时、预喷正时；后喷油量和后喷正时增大，排气热管理效果逐步增强；当进气节流阀的关闭度不低于70%时，排气温度随进气节流阀的关闭度增大呈升高趋势；发动机在中、高负荷运行时，可以通过优化后喷油量和后喷正时等燃烧参数的方法达到较好的热管理效果；低负荷及0负荷工况下，通过进气节流阀调控并耦合优化燃烧参数的策略可以实现良好的排气热管理效果；冷态WHTC工况下，发动机平均排气温度提高约20℃,在WHTC加权平均油耗增长率仅为4%的前提下，NO_x比排放大幅降低(降幅约为30%);高原长下坡工况下，SCR入口温度可长时间维持在370℃左右。设计的自适应排气热管理策略可使发动机在冷机、高原、低温等恶劣工况下具有良好的热管理效果。

  2025年03期 v.42;No.207 10-18页 [查看摘要][在线阅读][下载 3336K]
  [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ]

• 面向欧Ⅶ的制动磨损颗粒物排放测量方案

  马龙;石秀勇;郭海涛;郇浩;王伟;文喆;张东升;

  针对欧Ⅶ排放标准对制动磨损颗粒物排放提出的新要求，深入解读欧Ⅶ排放标准中制动磨损颗粒物限值、测试方法和测试设备要求，设计面向欧Ⅶ排放标准的制动磨损颗粒物测试惯量制动台，系统集成颗粒物测量系统、自动控制系统及机械-电惯量混合模拟技术，并提出适配不同场地条件的整体实验室布局型式。实际应用结果表明：该惯性制动台能够准确测量固体颗粒数、总颗粒数、PM_(2.5)、PM_(10),该设计方案不仅能满足欧Ⅶ排放标准中制动磨损颗粒物测量要求，还可以提高测量的准确性，降低成本，优化空间。

  2025年03期 v.42;No.207 19-28页 [查看摘要][在线阅读][下载 5344K]
  [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ]

• 基于移动平均窗口法的自动变速箱空挡滑行控制策略优化

  甄雷;张成伟;温鹏博;邵宏鑫;欧阳虎威;王德成;

  为提高商用车自动变速箱空挡滑行时的最优燃料经济性，分析自动变速箱空挡滑行控制过程燃料喷射质量及经济性影响因素，采用基于时间的移动平均窗口法优化空挡滑行控制策略并结合道路试验路谱分析结果进行验证。结果表明：车辆进入、离开怠速工况时燃料消耗质量固定，空挡滑行过程中总燃料消耗质量与进入、退出空挡滑行控制的次数和单次滑行时间有关；减小进入、退出空挡滑行控制的次数，减少时间较短的空挡滑行，保留时间较长的空挡滑行，可提高车辆燃料经济性；对于道路试验，采用优化后的空挡滑行控制策略，百公里燃料消耗质量由31.950 kg降低为31.728 kg,节省0.222 kg。

  2025年03期 v.42;No.207 29-34+49页 [查看摘要][在线阅读][下载 1605K]
  [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ]

性能研究

• 柴油引燃天然气发动机诱导火焰射流燃烧模式分析

  沈照杰;赵华;王彦岩;纪兆圻;马琮淦;康玉霞;

  为提高天然气燃烧速率，突破天然气发动机在低负荷工况下碳氢排放高、燃烧效率低，以及高负荷工况下爆震倾向显著等技术瓶颈，系统研究柴油引燃天然气发动机的引燃优化与火焰传播增强技术进展。厘清缸内预混天然气燃烧加速机制的关键科学问题，重点解析引燃柴油喷射调控、缸内火焰传播强化和诱导火焰射流三种燃烧组织模式。分析表明：提高引燃效率、加快火焰传播速度、维持火焰传播稳定及缩短火焰传播距离是解决天然气燃烧速率低的主要技术思路；诱导火焰射流燃烧方式结合柴油多点引燃和预燃室火焰射流，通过节流环设计使引燃火焰向余隙区高速射流，可以缩小缸内各区域燃烧始点、持续期及火焰传播距离差异，加快天然气火焰传播速度，是实现缸内天然气快速燃烧的潜在技术路径；节流环结构还有很大优化空间，应开展相关基础研究以推进该技术的发展和应用。

  2025年03期 v.42;No.207 35-42页 [查看摘要][在线阅读][下载 1052K]
  [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ]

• 柴油机曲轴油封密封失效机理分析及改进

  徐统伟;于涵;刘佳;贾德民;

  为降低柴油机曲轴油封密封失效故障率，统计分析某平台柴油机曲轴油封的市场故障数据，利用鱼骨图从人、机器、材料、方法、环境、测量6方面分析油封密封失效漏油的可能原因，通过不同供应商油封可靠性台架对比试验和油封一致性考核台架试验验证失效根本原因；在此基础上提出改进措施并进行改进后的市场跟踪验证。结果表明：水泥搅拌车用油封的故障率最高，后油封的故障率显著高于前油封；故障油封的主要失效模式包括主唇线故障、偏磨和毛毡起毛；油封随动性与胶料致密度不足、生产装配工艺缺陷、端盖及齿轮轴端面未涂胶、组合式油封可装配性差是密封失效的根本原因。采取优化油封参数、注射硫化工艺、在端盖和齿轮轴头端涂胶、改进装配工艺等改进措施后，油封市场故障率明显降低。

  2025年03期 v.42;No.207 43-49页 [查看摘要][在线阅读][下载 1985K]
  [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ]

• 柴油机锻钢活塞摩擦磨损动力学分析

  孙琛媛;曹国帅;李彬;封晓晶;原文涛;

  针对某柴油机锻钢活塞第二环岸摩擦磨损问题，在维持活塞刚性不变的约束条件下，设计不同销孔偏置方案及环岸型线方案，使用动力学分析软件仿真研究不同方案活塞第二环岸的最大摆角、敲击动能、接触压力峰值、累积磨损载荷、漏气量和柴油机机油耗。仿真结果表明：当销孔向主推力侧偏置0.5 mm并结合第二环岸中凸筒型线时，接触压力和累积磨损载荷最小，且漏气量和机油耗在设计允许范围内。经台架试验验证，该优化方案下的第二环岸磨损量约为0.027 mm,满足发动机耐久性要求。

  2025年03期 v.42;No.207 50-55页 [查看摘要][在线阅读][下载 3191K]
  [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ]

• 氢燃料电池阳极引射循环技术

  王彦波;孙玉玲;冯刚;时保帆;唐亮;王丹博;

  为提高氢燃料电池引射器性能，系统分析引射器结构与工作原理，根据气体相态、喷嘴结构、喷嘴数、分布级数和引射流体混合特征等详述引射器的分类及特点，在此基础上对引射器未来发展方向进行预测。分析结果表明：采用多级引射器、多喷嘴引射器、旋流引射器、可变几何引射器等新结构和新技术，并通过优化引射器的智能控制策略等方法可解决引射器变工况适应性差的问题；引射器设计开发过程中，应基于实际气体组分和工况参数进行数值计算和结构设计，减少水蒸气凝结，保证引射器的引射性能；随着节能环保需求的提高和新兴技术的发展，引射器研究呈现液体力学、材料科学与智能控制等多学科交叉融合的趋势。

  2025年03期 v.42;No.207 56-63页 [查看摘要][在线阅读][下载 1494K]
  [下载次数：4 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ]

• 方形锂离子电池新型液冷流道散热性能仿真分析

  刘娜;刘煦杰;孙明山;姜月明;孙壮;黄靖斌;

  为提高方形锂离子电池散热性能，设计新型液冷流道结构，基于Fluent仿真软件构建电池生热与流体传热耦合模型，仿真分析新型液冷流道中冷却液流速、入口温度及流道厚度对冷却效果的影响。结果表明：新型流道使电池组最高温度降低8.26℃;流速增大，电池最高温度降低，电池温差变化不大，液冷流道压差明显增大；入口温度降低，电池组最高温度降低，温差在合理变化范围；流道厚度增大，电池组最高温度升高，压差减小，温差在合理变化范围。为实现更高效率与更低能耗的协同目标，需在散热性能与泵功耗间寻求平衡，流速为0.4 m/s、流道厚度为3 mm为较佳选择方案。

  2025年03期 v.42;No.207 64-71页 [查看摘要][在线阅读][下载 1897K]
  [下载次数：1 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ]

设计计算

• 某电动汽车正面碰撞安全性能仿真分析

  廖伟;王金波;张卫海;杜庭炜;

  为准确评价车辆正面碰撞过程中的安全性能，以某汽车为例，采用CATIA建立整车几何模型，ANSA进行模型前处理，LS-DYNA进行求解计算，HyperView进行模型后处理及数据分析，仿真分析该车正面碰撞试验过程中前防撞梁、吸能盒、前纵梁总成、前围板及电池包的变形。结果表明：左右两侧B柱最大加速度分别为67.325g(g为自由落体加速度)、62.213g,均符合标准中两侧最大加速度不超过72g的要求；吸能盒最大吸能处位于前端，其最大位移为465.281 mm,有效吸收碰撞能量；前纵梁总成吸收21 kJ的能量，约占总碰撞能量的27%,吸能效果良好；前围板最大变形为24.80 mm,未侵入乘员舱，保障驾乘人员安全；电池包支架最大变形为0.17 mm,小于材料变形阈值(0.20 mm),满足评价要求。

  2025年03期 v.42;No.207 72-77页 [查看摘要][在线阅读][下载 2726K]
  [下载次数：1 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ]

• 基于ANSA的汽车轮毂模态分析

  王文涛;吴芷红;

  针对家用轿车铝合金轮毂的可靠性需求，采用CATIA软件建立轮毂三维模型，采用ANSA软件对轮毂进行网格划分和模态计算，采用后处理软件META计算轮毂的固有频率和模态，并通过模态分离度(modal separation margin, MSM)定量评估轮毂设计的可靠性。计算结果表明：设计的轮毂在复杂工况下具有较高的可靠性，轮毂固有频率为383.3 Hz,显著高于平坦路面激励频率、凹凸不平路面激励频率、发动机最高振动频率；轮毂的MSM为56.5%,远大于最低安全阈值，有效规避了与相邻部件的共振风险。

  2025年03期 v.42;No.207 78-82页 [查看摘要][在线阅读][下载 3327K]
  [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ]

排放与噪声

• 甲醇发动机甲醛排放测量不确定度评定

  曹文明;石来华;康见见;刘冰;刘波;吴滴;

  为准确测量甲醛排放的不确定度，从人员操作、分析仪器、标准气体、标准溶液、试验标准循环、试验环境条件等方面分析影响重型甲醇发动机甲醛排放不确定度的测量因素，建立甲醛比排放数学模型，采用冷态全球统一瞬态循环(world harmonized transient cycle, WHTC)台架试验计算甲醛排放的相对标准不确定度。结果表明：甲醛比排放不确定度与重复测量、甲醛质量浓度、稀释因数、排气稀释后总体积、实际循环功的相对标准不确定度有关，其中稀释因数的影响较大；冷态WHTC试验平均甲醛比排放为41.6 mg/(kW·h),甲醛排放测量标准不确定度为1.29 mg/(kW·h),扩展不确定度为2.58 mg/(kW·h)。

  2025年03期 v.42;No.207 83-88+96页 [查看摘要][在线阅读][下载 523K]
  [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ]

• 曲轴皮带轮气动噪声降噪分析

  丁保安;张晓辉;王景新;张伟龙;赵雪飞;赵婧婧;

  为降低曲轴皮带轮噪声，采用流体仿真软件STAR ccm+建立流场仿真模型，结合声学软件LMS Virtual lab进行皮带轮气动噪声仿真及皮带轮结构模态、声腔模态分析。仿真分析结果表明：皮带轮高速旋转时，皮带轮与齿轮室前端盖间的凹槽流速不均匀，凹槽表面产生周期性压力脉动，是皮带轮气动噪声主要噪声源；凹槽内形成相对封闭的空腔，其声腔一阶模态频率与噪声源激励频率接近，使噪声增大。采用皮带轮开孔5 mm的优化方案，与皮带轮不开孔的原方案进行气动噪声仿真和测试试验对比及验证，结果表明：对比原方案，优化方案气动噪声仿真声压级均方根约减小了4 dB,升速工况试验声压级均方根约减小2 dB;原方案、优化方案的仿真与测试数据基本吻合，仿真方法可有效应用于工程实践。

  2025年03期 v.42;No.207 89-96页 [查看摘要][在线阅读][下载 6017K]
  [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ]
下载本期数据