特约专稿

• 醇类燃料在发动机和燃料电池上的应用

  马宗正;袁月龙;王赛飞;

  为提高发动机燃烧效率并有效降低污染物排放，总结甲醇、乙醇、丁醇等醇类燃料的理化特性，综述醇类燃料对发动机及燃料电池性能的影响。分析结果表明:醇类燃料能有效降低发动机污染物排放、提高燃烧效率;醇类燃料对双燃料发动机性能的影响因工况而异，通过协同优化燃料喷射策略与废气再循环率，可有效提高发动机综合性能;当甲醇、乙醇用作燃料电池燃料时，需改善质子交换膜的渗透率;采用重整制氢技术时，应综合考量催化剂成本。

  2025年05期 v.42;No.209 1-11页 [查看摘要][在线阅读][下载 359K]
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排放与噪声

• 测试系统和尿素品质对柴油车PN排放的影响

  潘晓;孙运中;田浩宇;江宏昊;贾建成;于振东;谭峰;梁傲然;蔡树峰;车金涛;杨梓华;

  为明确测试系统和尿素溶液品质对粒子数量(particle number,PN)排放二次污染的影响机制，以某国六重型柴油车为试验对象，使用便携式排放测试系统(portable emissions measurement system,PEMS)、全流稀释采样(constant volume sampling,CVS)系统和5种尿素溶液，在底盘测功机平台上试验研究测试系统及尿素溶液品质对PN排放的影响，并对比分析粒径不小于23 nm的粒子数量(记为PN_(23))排放和粒径不小于10 nm的粒子数量(记为PN_(10))排放的测量结果。结果表明:由于颗粒计数原理及采样策略的差异，不同排放测试系统测量的PN_(23)排放差异显著;不同尿素溶液品质显著影响PN_(23)排放; PEMS中，所有污染组(添加氯化钙、甲醛、磷酸盐和缩二脲)的尿素溶液均导致PN_(23)排放显著升高，其中添加甲醛的尿素溶液的PN_(23)排放峰值远高于CVS系统;Ca~(2+)对电泳颗粒计数法(electrophoretic particle counting,EPC)存在干扰效应，导致添加氯化钙的尿素溶液的PN_(23)排放显著升高; CVS系统中，仅添加氯化钙和甲醛的尿素溶液的PN_(23)排放显著增加，这可能与固态颗粒物生成及团聚效应有关;不同试验组中PN_(10)排放增幅均高于PN_(23)，表明尿素喷射主要增加粒径为10～23 nm的细颗粒物数量，其中缩二脲对该粒径范围颗粒物生成的促进作用最显著。

  2025年05期 v.42;No.209 12-18页 [查看摘要][在线阅读][下载 350K]
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• 柴油机双SCR体积分配仿真分析

  王加林;王琛;孙建颖;冯海娣;

  为满足不断升级的排放标准对柴油机污染物排放日趋严格的要求，采用AVL Cruise M软件建立双选择性催化还原(selective catalytic reduction,SCR)系统仿真模型，基于全球统一瞬态测试循环(world harmonized transient cycle,WHTC)分析紧耦合SCR和后级SCR体积分配对NO_x和N_2O排放、尿素喷射的影响。结果表明:紧耦合SCR体积减小，其下游NO_x累计排放先减少后增多，N_2O累积排放逐渐减少，第二级尿素喷射提前;后级SCR体积增大，NO_x比排放减少但N_2O比排放增大，第二级尿素喷射延迟;最优紧耦合、后级SCR体积分别为1/3V、V(V为现有某国六柴油机SCR的体积)，此时对应的冷态WHTC、热态WHTC、加权NO_x比排放分别为0.609、0.037、0.119 g/(k W·h);冷态WHTC、热态WHTC、加权N_2O比排放为0.222、0.218、0.219 g/(kW·h)。双SCR系统体积优化分配后，NO_x与N_2O排放均较低。

  2025年05期 v.42;No.209 19-26页 [查看摘要][在线阅读][下载 554K]
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• 机场地勤设备污染物排放测算

  李源;盖永田;滕帅;李园;丁子文;张伟;

  为降低机场地勤设备的污染物排放，以某国际机场为研究对象，统计地勤设备的类别及数量，根据地勤设备的实时运行数据确定排放测算的关键参数，计算各类地勤设备的5种污染物排放。结果表明:该机场的地勤设备中，机场小火车(行李车)、传送带车、航餐车、除冰车、飞机牵引车、跑道维护车、地勤代步车的CO、HC、NO_x、PM_(2.5)、PM_(10)排放在总排放中的占比分别为78.0%、79.9%、76.4%、79.1%、78.7%。上述车型是机场主要排放源，是推进节能减排的关键。在各类设备中，机场小火车(行李车)由于数量较多，且仍有不少国二排放标准的车辆，因而其各类污染物排放均较高，应通过设备升级降低排放，有效减少该机场的污染物排放。

  2025年05期 v.42;No.209 27-31页 [查看摘要][在线阅读][下载 315K]
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性能研究

• 基于小波包分解的发动机机体振动信号影响规律

  董一鸣;胡玉平;田小青;李萌;纪少波;

  为了探明柴油机机体振动信号的频谱特性，利用试验方法及信号分析技术，改变柴油机转速、转矩、机油温度等运行状态参数和配缸间隙，实测缸内燃烧压力及机体振动加速度信号;通过小波包分解方法将机体振动加速度信号分解为16频段，得到各频带的能量，与缸内燃烧压力信号进行对比分析，研究不同因素作用下，小波包各频带能量的变化规律，确定对燃烧状态及活塞敲击状态敏感的频段。结果表明:随转速升高，活塞往复惯性力增大，当转速由1 000 r/min增大到1 600 r/min时，频段16能量增大3.55倍;随转矩增大，各频段的能量都呈增加的趋势;随机油温度升高，多数频段能量变化趋势不明显，但15、16频段的能量仍呈增加趋势;随配缸间隙增大，频段6、7、8、10、15、16的能量显著增加。

  2025年05期 v.42;No.209 32-37+45页 [查看摘要][在线阅读][下载 702K]
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• 起动过程中喷油规律对汽油/生物柴油RCCI发动机性能的影响

  罗义豪;谭玉松;陈海富;王伟发;李晶;杨文明;

  基于三维数值模拟方法，仿真分析起动过程中喷油规律曲线的靴形长度和进气温度对汽油/生物柴油反应活性控制压燃(reactivity controlled compression ignition,RCCI)发动机燃烧及排放特性的影响规律。结果表明:增大喷油规律中的靴形长度可提高喷油后期的喷射速率，促进生物柴油的雾化和混合，进而提高缸内压力、热释放率峰值、指示平均有效压力，减少CO排放，但导致NO排放增加;当进气温度较低时，可采用长靴形的喷油规律曲线形状，提高燃烧效率，以防失火;较高的进气温度有助于改善燃烧稳定性，减弱喷油规律曲线形状对燃烧过程的作用，并显著降低CO排放。

  2025年05期 v.42;No.209 38-45页 [查看摘要][在线阅读][下载 371K]
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• 换热器结构对氢燃料电池冷起动性能影响的仿真分析

  刘洋洋;崔万鑫;鲍尊俊;张黍涵;孔祥安;吕承举;陈忠言;李新海;

  为解决质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)在超低温环境下起动困难的问题，提出解决氢燃料电池冷起动困难问题的方案，通过氢燃烧器产生高温燃气，经换热器加热冷却液，由冷却液小循环提高电堆温度，以缩短冷起动时间，提高燃料电池冷起动性能。采用计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)方法，基于AVL＿FIRE软件建立管壳式换热器三维仿真模型，对换热器换热性能进行数值分析与迭代优化;针对初始模型换热效率低、冷却液温度分布不均等问题，提出缩短换热器进出口长度并调整铜管分布、增设挡板改变气流路径、增大流体进口管径、减小换热器长度削除尾部低效换热区域等4种优化方案。仿真结果显示:第4种优化方案使冷却液出口温度较进口温度提高36 K，满足冷起动系统对冷却液温升的要求，为最佳选择方案。

  2025年05期 v.42;No.209 46-54+67页 [查看摘要][在线阅读][下载 997K]
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可靠性

• 船用发动机气缸盖渗水原因分析及改进

  朱明军;倪朝杰;李兵;

  为解决气缸盖在船用发动机台架试验中出现的渗水问题，采用宏观分析、无损探伤、力学性能测试、化学成分分析、扫描电子显微镜形貌分析、能谱分析和金相分析等系统理化检验手段，分析气缸盖渗水原因，并提出改进措施。结果表明:气缸盖内部存在球化渣缺陷，在发动机台架试验的循环高温、交变应力作用下，部分密集球化渣缺陷相互连接形成贯穿气缸盖壁的通道，是导致船用发动机气缸盖渗水的主要原因;通过改进气缸盖铸造工艺，在成品检验过程中增加气密性试验，可以有效防范气缸盖渗水风险。

  2025年05期 v.42;No.209 55-62页 [查看摘要][在线阅读][下载 469K]
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• 某拖拉机风扇系统共振分析及改进

  周伟伟;赵婧婧;郭彬;范增;

  为解决某拖拉机开发过程中出现的风扇扇叶根部断裂故障，针对某6缸柴油机常用转速区间工况，采用模态分析与频谱分析相结合的方法分析故障原因，据此提出改进方案并进行仿真和耐久试验验证。结果表明:风扇1阶模态频率与发动机3阶激励频率在常用转速区形成共振，导致扇叶根部双向弯曲疲劳失效;采取保持风扇直径不变，扇毂厚度增加2 mm的改进措施后，风扇1阶模态频率由108 Hz提高到150 Hz;改进后的风扇经500 h耐久试验未断裂，改进措施有效。旋转机械系统设计应重点控制关键部件模态频率与激励频率的耦合关系，通过优化结构参数调整模态分布，可在保证性能的前提下规避共振风险。

  2025年05期 v.42;No.209 63-67页 [查看摘要][在线阅读][下载 290K]
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设计开发

• 增程式矿卡动力系统匹配及策略优化

  田馨;王迎波;秦顺顺;孙文;白书战;

  针对传统的燃油矿用卡车油耗大、碳排放高、环境污染严重等问题，以柴油矿卡为原型，采用串联式结构建立增程式矿卡混合动力系统模型，设计复合功率跟随策略和基于电池荷电状态(state of charge,SOC)反馈的自适应等效燃油最小消耗策略(advanced equivalent consumption minimization strategies,A-ECMS)，利用AVL Cruise软件搭建整车模型，通过MATLAB/Simulink嵌入控制策略进行联合仿真，评估两种能量管理策略的控制效果。结果表明:两种策略下矿卡的仿真车速与需求车速高度相符，动力系统能够满足不同运行工况下的动力需求和能量分配; A-ECMS策略下动力电池最终SOC比复合功率跟随策略更接近初始值，偏差仅为0.3%且波动较小，百公里等效燃油消耗比复合功率跟随策略低2.36 L。综合考虑动力电池的SOC波动以及矿卡的等效燃油消耗，A-ECMS策略更具优势。

  2025年05期 v.42;No.209 68-75页 [查看摘要][在线阅读][下载 280K]
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• 基于CAN总线的报文数据处理优化分析

  刘绪洪;

  针对基于控制器局域网络(controller area network,CAN)总线J1939协议的请求响应类报文传统开发方式配置参数复杂、软件升级适应性差的问题，结合请求响应类报文不同协议数据单元(protocal data unit,PDU)格式、参数组编号(parameter group number,PGN)请求报文传输方式对应的数据响应及传输协议连接管理下广播公告消息(broadcast announce message,BAM)、请求发送(request to send,RTS)报文、准备发送(clear to send,CTS)报文、消息结束应答(end of message acknowledgment,EMA)报文与放弃连接(connection abort,CA)报文5种报文格式的组成与属性，优化报文数据处理流程，采用PDU1格式下特定请求报文特定单包响应、PDU2格式下特定请求报文全局单包响应、PDU1格式下特定请求连接模式下的请求发送报文多包响应、PDU2格式下全局请求广播公告消息报文多包响应4种数据传输类型进行验证。结果表明:请求响应类报文开发采用优化后的数据传输流程，报文数据配置更灵活，标定参数减少，升级流程简化，PGN请求报文识别灵活，自适应响应能力提高。

  2025年05期 v.42;No.209 76-83页 [查看摘要][在线阅读][下载 607K]
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• 电驱动桥传动系统齿轮修形优化设计

  孙浩南;李伟;郭年程;慕奇珉;高阳;

  为减小某重型汽车电驱动桥因啮合冲击、偏载及传动误差引发的振动噪声，基于分析软件建立其电驱动桥二级齿轮减速系统模型，将齿廓修形与齿向修形相结合，以最小化传动误差波动和齿面接触应力为优化目标进行多目标优化，确定一级、二级减速主动齿轮的渐开线齿廓斜度、渐开线齿廓鼓形、齿向斜度、齿向鼓形等修形参数，并进行仿真分析验证。结果表明:采用多目标寻优方法确定一级、二级减速主动齿轮的渐开线齿廓斜度分别为1.82、2.33μm，渐开线齿廓鼓形分别为2.01、0.15μm，齿向斜度分别为0.704、-3.200μm，齿向鼓形分别为0.185、0.443μm;优化后齿轮的仿真分析显示，传动误差峰峰值最大降幅为82.5%，齿轮最大接触应力最大降幅为18.8%，齿面单位长度载荷最大降幅为21.4%，优化后的齿轮应力分布及齿面载荷分布更均匀，有效减小了传动系统齿轮啮合振动噪声。

  2025年05期 v.42;No.209 92-99页 [查看摘要][在线阅读][下载 301K]
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• 小型高紧凑对置二冲程柴油发电系统

  <正>对置二冲程柴油机具有热效率高、结构紧凑等优势,与其匹配的轴向磁通发电机磁电转化能力强,占用空间小,二者进行一体化融合设计可以满足特种车辆发电系统对动力源高热效率和高紧凑性的要求。对置二冲程柴油机换气过程不易控制,易造成废气掺混残余,新鲜空气短路流出,换气效果差;采用侧置喷油,远端空气利用难,活塞热负荷高,油气混合控制难;与发电机一体化设计,总体设计参数多,结构设计难。针对上述问题,开展小型高紧凑对置二冲程柴油发电系统的燃烧、换气和总体设计等方面的研究。

  2025年05期 v.42;No.209 2页 [查看摘要][在线阅读][下载 710K]
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• 《内燃机与动力装置》约稿函

  <正>《内燃机与动力装置》期刊创刊于1984年，国际标准连续出版物号为ISSN 1673-6397，国内统一连续出版物号为CN 37-1445/TK，双月刊，由山东省教育厅主管，山东交通学院主办，是面向国内外公开发行的学术期刊。本刊被EBSCO学术数据库、中国期刊网、中国期刊全文数据库、中国学术期刊(光盘版)、中国核心期刊(遴选)数据库、中文科技期刊数据库、超星期刊域出版平台等全文收录。在《中国学术期刊评价研究报告》(第7版)中，首次被评为“RCCSE中国准核心学术期刊(B+)”;在《中国应用型期刊评价研究报告(2023版)》(CACJ)中，被评为中国应用型入库期刊;在第二届东北图书交易博览会暨首届北方期刊高质量发展论坛成功入选“2025北方精品期刊展”。

  2025年05期 v.42;No.209 100页 [查看摘要][在线阅读][下载 43K]
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