并聯(lián)式混合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩管理模型仿真與試驗(yàn)研究

混合動(dòng)力工程機(jī)械與氫動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的研究進(jìn)展* 董寧寧，殷晨波*，張子立，朱斌 （南京工業(yè)大學(xué)機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院，江蘇南京210009） 摘要：混合動(dòng)力工程機(jī)械和氫動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)是開發(fā)利用新能源的典型代表。概述了二者的研究現(xiàn)狀、在工程和汽車領(lǐng)域里的應(yīng)用及其 關(guān)鍵技術(shù)。為進(jìn)一步降低排耗，分別針對(duì)工程機(jī)械的能量回收率、燃料利用率低和氫氣的儲(chǔ)運(yùn)以及發(fā)動(dòng)機(jī)的早燃、回火等問題提出了 不同的解決策略。最后，對(duì)混合動(dòng)力工程機(jī)械和氫動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了總結(jié)和展望。研究結(jié)果表明，這些措施都有較好的可 行性。 關(guān)鍵詞：混合動(dòng)力；氫動(dòng)力；工程機(jī)械；發(fā)動(dòng)機(jī) 中圖分類號(hào)：ｔｋ９１；ｔｈ２文獻(xiàn)標(biāo)志碼：ａ文章編號(hào)：１００１－４５５１（２０１１）１－１３００－０６ researchprogressinhybridpowerconstructionmachinery and

通過(guò)試驗(yàn)測(cè)量得到發(fā)動(dòng)機(jī)連桿螺栓在整個(gè)加載過(guò)程中扭矩和扭角關(guān)系曲線,對(duì)比分析不同連桿螺栓的扭矩扭角關(guān)系曲線,確定發(fā)動(dòng)機(jī)連桿螺栓擰緊時(shí)所需的合理扭矩。

以并聯(lián)混合動(dòng)力系統(tǒng)的工作模式為基礎(chǔ),結(jié)合發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)的性能特性,利用需求轉(zhuǎn)矩與發(fā)動(dòng)機(jī)最佳轉(zhuǎn)矩之差和電池電荷狀態(tài)(soc)作為輸入,以發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際輸出和最佳轉(zhuǎn)矩值的比值作為輸出,構(gòu)建了模糊推理規(guī)則和推理器,用以確定發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)的最佳轉(zhuǎn)矩分配,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的總體能量轉(zhuǎn)換效率最高。仿真結(jié)果表明,與采用精確門限參數(shù)的策略相比,所設(shè)計(jì)的模糊邏輯轉(zhuǎn)矩管理策略的燃油經(jīng)濟(jì)性有較大提高,并能控制電池soc在工作區(qū)保持穩(wěn)定。

混合動(dòng)力汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電機(jī)拖動(dòng)技術(shù)應(yīng)用在解決汽車能源應(yīng)用緊缺及汽車排放污染問題等方面具有一定推進(jìn)作用,使現(xiàn)代混合動(dòng)力汽車應(yīng)用更符合社會(huì)生態(tài)體系建設(shè)發(fā)展的基本需求,為后續(xù)階段混合動(dòng)力汽車電力動(dòng)力驅(qū)動(dòng)技術(shù)完善創(chuàng)設(shè)有利條件。本文將以混合動(dòng)力汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電機(jī)拖動(dòng)技術(shù)應(yīng)用為核心,對(duì)其混合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)電機(jī)的快速啟動(dòng)及阻力矩等相關(guān)問題做深入分析,以此為混合動(dòng)力汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電機(jī)拖動(dòng)技術(shù)的廣泛運(yùn)用提供部分參考性研究建議。

根據(jù)某并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車(phev)特定結(jié)構(gòu)形式,在確定其主要?jiǎng)恿Σ考幕A(chǔ)上,提出一種以轉(zhuǎn)矩為主要控制對(duì)象的管理策略,并通過(guò)在matlab/simulink仿真平臺(tái)上建立的前向式仿真模型,完成了在nedc循環(huán)工況下的仿真分析。為驗(yàn)證文中所提出的管理策略的合理性,同時(shí)在汽車性能專用仿真軟件advisor2002平臺(tái)上建立了該車基于原有控制策略的整車仿真模型,并進(jìn)行了相同循環(huán)工況下的仿真。通過(guò)兩者有關(guān)參數(shù)仿真結(jié)果對(duì)比,驗(yàn)證了文中所提出的轉(zhuǎn)矩管理策略的合理性和優(yōu)越性。

提出了一種新型壓縮空氣/燃油混合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)概念,這種混合動(dòng)力可以在壓縮空氣動(dòng)力和內(nèi)燃機(jī)兩種模式下運(yùn)行,既能夠發(fā)揮壓縮空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)低速大轉(zhuǎn)矩和零污染的特點(diǎn),又能夠使發(fā)動(dòng)機(jī)在內(nèi)燃機(jī)模式下處于低能耗、低污染的最優(yōu)狀態(tài)附近。文中運(yùn)用熱力學(xué)理論建立了混合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)兩種工作模式下的數(shù)學(xué)模型,并對(duì)缸內(nèi)壓力和溫度、輸出轉(zhuǎn)矩以及平均指示壓力等主要性能指標(biāo)進(jìn)行了仿真研究。仿真結(jié)果表明,兩種工作模式下發(fā)動(dòng)機(jī)的平均指示壓力及其它主要性能指標(biāo)與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)相近,這說(shuō)明壓縮空氣/燃油混合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)是可行的,能夠達(dá)到節(jié)約燃油、減少尾氣污染排放的目的。

在亞燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)直連式高空試驗(yàn)系統(tǒng)上,實(shí)現(xiàn)了模型沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)在40～60kpa條件下的點(diǎn)火和穩(wěn)定燃燒,研究了燃燒室構(gòu)型、燃燒室入口來(lái)流條件以及燃料當(dāng)量比對(duì)燃燒效率的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明:低壓條件下的燃燒效率比常壓和高壓條件下的燃燒效率都要低;但低壓條件下燃燒效率隨燃燒室構(gòu)型、模擬來(lái)流條件和燃料當(dāng)量比的變化規(guī)律與常壓和高壓下的情況基本一致,增加燃燒室長(zhǎng)度、提高來(lái)流總壓和總溫、增大燃料當(dāng)量比,降低飛行高度,以及增強(qiáng)煤油的霧化和混合,都有利于提高燃燒效率;與常壓和高壓下的情況不同的是減小凹腔長(zhǎng)深比能進(jìn)一步提高燃燒效率。

為了檢驗(yàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)后的1。5l汽油發(fā)動(dòng)機(jī)二代樣機(jī)的整體性能和相關(guān)零部件的可靠性,在avl公司開發(fā)的試驗(yàn)臺(tái)架上對(duì)樣機(jī)進(jìn)行了歷時(shí)二十天的有關(guān)發(fā)動(dòng)機(jī)呼吸系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)的相關(guān)性能試驗(yàn),收集整理了相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù),獲取了在規(guī)定工況環(huán)境下的發(fā)動(dòng)機(jī)性能特征量,給出了一簇性能曲線,對(duì)比分析了試驗(yàn)結(jié)果和設(shè)計(jì)參數(shù),對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能進(jìn)行準(zhǔn)確地驗(yàn)證和判斷,驗(yàn)證了樣機(jī)性能的最初設(shè)計(jì)指標(biāo),評(píng)定了發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性等重要性能,為發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)、分析和優(yōu)化提供了可靠的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

為了檢驗(yàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)后的1。5l汽油發(fā)動(dòng)機(jī)二代樣機(jī)的整體性能和相關(guān)零部件的可靠性,在avl公司開發(fā)的試驗(yàn)臺(tái)架上對(duì)樣機(jī)進(jìn)行了歷時(shí)二十天的有關(guān)發(fā)動(dòng)機(jī)呼吸系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)的相關(guān)性能試驗(yàn),收集整理了相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù),獲取了在規(guī)定工況環(huán)境下的發(fā)動(dòng)機(jī)性能特征量,給出了一簇性能曲線,對(duì)比分析了試驗(yàn)結(jié)果和設(shè)計(jì)參數(shù),對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能進(jìn)行準(zhǔn)確地驗(yàn)證和判斷,驗(yàn)證了樣機(jī)性能的最初設(shè)計(jì)指標(biāo),評(píng)定了發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性等重要性能,為發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)、分析和優(yōu)化提供了可靠的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

由于進(jìn)氣空調(diào)性能和進(jìn)氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性能、經(jīng)濟(jì)性能和排放有明顯的影響,從滿足發(fā)動(dòng)機(jī)充氣效率和減少試驗(yàn)條件干擾的角度出發(fā),本文提出了進(jìn)氣空調(diào)選型和進(jìn)氣管結(jié)構(gòu)的改進(jìn)設(shè)計(jì)方案,為新型現(xiàn)代化發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)室設(shè)計(jì)提供依據(jù)。試驗(yàn)結(jié)果表明:優(yōu)化設(shè)計(jì)后的進(jìn)氣系統(tǒng),能代表發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行條件。

淺談發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)室建筑設(shè)計(jì)

快速增長(zhǎng)的汽車市場(chǎng)和不斷加嚴(yán)的環(huán)保、節(jié)能標(biāo)準(zhǔn),使國(guó)內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)企業(yè)意識(shí)到掌握發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)核心技術(shù)的重要性。發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)室是發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)不可或缺、最重要的環(huán)節(jié)。發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)室投資巨大、建設(shè)復(fù)雜性高、測(cè)試新技術(shù)發(fā)展速度快。筆者通過(guò)親身設(shè)計(jì)體會(huì)并查閱

以汽車發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ),提出基于虛擬儀器技術(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元(ecu)激勵(lì)信號(hào)發(fā)生系統(tǒng),建立了發(fā)動(dòng)機(jī)ecu的8路激勵(lì)信號(hào)模型,使之符合對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行工作環(huán)境的仿真.在ecu激勵(lì)信號(hào)模型的基礎(chǔ)上使用虛擬儀器技術(shù)進(jìn)行了計(jì)算機(jī)仿真,將系統(tǒng)生成的多路信號(hào)分別輸入發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)的ecu代替原傳感器信號(hào),激勵(lì)發(fā)動(dòng)機(jī)ecu正常運(yùn)轉(zhuǎn),發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)工作正常.結(jié)果表明,該方法原理正確,發(fā)動(dòng)機(jī)ecu激勵(lì)信號(hào)模型能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行工況的模擬.

當(dāng)前,全電動(dòng)或混合動(dòng)力的電動(dòng)汽車已經(jīng)屢見不鮮,意大利梅洛公司首次開發(fā)了一款即插式混合動(dòng)力電動(dòng)伸縮式裝載機(jī)。該裝載機(jī)既可選擇純電驅(qū)動(dòng)模式,也可采用柴油電力混合驅(qū)動(dòng)模式。在電驅(qū)動(dòng)模式下,該裝載機(jī)由功率為30kw·h的鋰動(dòng)力電池提供能源。此時(shí)該裝載機(jī)運(yùn)行非常安靜,且具零排放的優(yōu)點(diǎn),非常適宜在封閉式的建筑物內(nèi)使用。在混合動(dòng)

發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)功試驗(yàn)設(shè)備是發(fā)動(dòng)機(jī)性能試驗(yàn)中重要的裝備,與生產(chǎn)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的檢修質(zhì)量密切相關(guān)。在對(duì)礦用生產(chǎn)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)功機(jī)的常見類型進(jìn)行對(duì)比的基礎(chǔ)上,結(jié)合礦用生產(chǎn)汽車的實(shí)際情況,介紹了本次試驗(yàn)室的測(cè)功機(jī)選型,并從發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試時(shí)冷卻水溫度供給設(shè)計(jì)、機(jī)械系統(tǒng)的連接及傳動(dòng)、測(cè)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信號(hào)采集處理、發(fā)動(dòng)機(jī)供油系統(tǒng)和啟動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、測(cè)功機(jī)水門開度操控臺(tái)設(shè)計(jì)等方面對(duì)整體試驗(yàn)室的設(shè)計(jì)進(jìn)行分析研究。

采用自主研發(fā)的車用天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)(ecu),針對(duì)經(jīng)過(guò)改裝后的jl465q5發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行了起動(dòng)和怠速過(guò)程的試驗(yàn)研究.以avr單片機(jī)為核心,ecu采用多片式結(jié)構(gòu);采用步進(jìn)電機(jī)控制旁通空氣閥開度,從而控制起動(dòng)和怠速工況下的空氣進(jìn)氣量;采用電控天然氣噴射閥,控制發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的天然氣供給量;開發(fā)了試驗(yàn)監(jiān)控系統(tǒng),作為人機(jī)對(duì)話接口;開發(fā)了轉(zhuǎn)速采集系統(tǒng),可以實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地記錄起動(dòng)過(guò)程.通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),采用較濃的混合氣、較高的冷卻水溫度均有利于天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的冷起動(dòng)過(guò)程;采用增量式pid控制算法對(duì)天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)怠速轉(zhuǎn)速進(jìn)行閉環(huán)控制是有效可行的,而且控制效果較好.試驗(yàn)結(jié)果表明,自主研發(fā)的控制系統(tǒng)和轉(zhuǎn)速采集系統(tǒng)實(shí)用可行.

超低溫大型臥式熱沉采用液氦制冷,將在國(guó)內(nèi)實(shí)現(xiàn)熱沉表面溫度低于10k,主要用于航天發(fā)動(dòng)機(jī)羽流效應(yīng)試驗(yàn),同時(shí)兼顧衛(wèi)星等熱真空試驗(yàn).熱沉主體結(jié)構(gòu)為臥式圓筒型,為減小熱損失,液氦熱沉去掉了骨架,外部裝有液氮熱沉,兩者采用一體化設(shè)計(jì),液氮熱沉既做液氦熱沉的防輻射屏,又做液氦熱沉的支撐.為增大抽速,艙體封頭端設(shè)計(jì)了可拆卸的羽流吸附泵.羽流試驗(yàn)時(shí)液氦熱沉、羽流吸附泵通液氦制冷,液氮熱沉通液氮制冷,各部分熱沉單獨(dú)供液.對(duì)此大型熱沉進(jìn)行了方案設(shè)計(jì)、參數(shù)計(jì)算,對(duì)熱沉預(yù)冷及穩(wěn)態(tài)工況時(shí)的液氮、液氦消耗量進(jìn)行了估算,分析了羽流試驗(yàn)時(shí)熱沉抽氣速率隨試驗(yàn)工質(zhì)溫度的變化關(guān)系,得出液氦熱沉對(duì)氮?dú)獾某闅馑俾士梢赃_(dá)到107l/s量級(jí).

分析礦山機(jī)械用發(fā)動(dòng)機(jī)的不同工作狀態(tài),建立對(duì)應(yīng)的優(yōu)化控制方案,進(jìn)一步建立合理的優(yōu)化模型,利用改進(jìn)后的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)模型進(jìn)行計(jì)算,通過(guò)對(duì)不同工況下的結(jié)算結(jié)果進(jìn)行分析,證實(shí)了該模型的合理性和可行性。

1概論 1.1發(fā)動(dòng)機(jī)電控制技術(shù)的發(fā)展 隨著電子技術(shù)的發(fā)展，汽車在電控方面會(huì)越來(lái)越發(fā)達(dá)。將來(lái)的發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)加入更多的電器元 件來(lái)監(jiān)控發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)提供更精確可靠的數(shù)據(jù)，也會(huì)在節(jié)能減排方面有更重大的突破，而且動(dòng) 力性會(huì)更加卓越。發(fā)動(dòng)機(jī)也將會(huì)進(jìn)行人機(jī)對(duì)話，更加人性化。電控發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展分為三個(gè)階段: 第一階段：20世紀(jì)60年代中起到70年代中期 主要是為了改善部分性能而對(duì)汽車電氣產(chǎn)品進(jìn)行的技術(shù)改造。 第二階段:20世紀(jì)70年代末期到90年代中期 為了解決汽車安全，污染和節(jié)能三大問題，研制出電控汽油噴射系統(tǒng)，電子控制防滑制動(dòng) 裝置和電子點(diǎn)火系統(tǒng)。 第三階段：20世紀(jì)90年代中期以后電子控制 技術(shù)從發(fā)動(dòng)機(jī)擴(kuò)展到汽車底盤，車身等多個(gè)領(lǐng)域。各種電控系統(tǒng)日益完善汽車電子化已經(jīng)到 達(dá)了告速發(fā)展時(shí)期。 1.2發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn) 提高發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性、改善排放指標(biāo)。發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)能夠根據(jù)車輛的狀況準(zhǔn) 確、穩(wěn)

.. 磁動(dòng)機(jī)磁力發(fā)動(dòng)機(jī)可行性報(bào)告分析 一、市場(chǎng)分析和用途 對(duì)于市場(chǎng)來(lái)說(shuō)是你無(wú)我有，你次我好，你價(jià)高我價(jià)低，你都有我 轉(zhuǎn)變等方針，不能隨著潮流跑，八十年代初，搞經(jīng)商有大多數(shù)人搞富 了，到九十年代都追就不掙錢了，為什么？八十年代搞的初闖人有敢 冒風(fēng)險(xiǎn)精神，才能獨(dú)領(lǐng)市場(chǎng)。磁動(dòng)機(jī)、磁力發(fā)動(dòng)機(jī)，據(jù)估計(jì)講可以說(shuō) 是世界獨(dú)一無(wú)二，在93年3月18日，全國(guó)人才技術(shù)洽淡會(huì)上，我見 到了一人是某科研單位的，他已有了本樣機(jī)（磁動(dòng)機(jī)），但他沒報(bào)專利 （此人不報(bào)姓名地址），他準(zhǔn)備把樣機(jī)技術(shù)搞到外國(guó)去賣技術(shù)。 磁動(dòng)機(jī)有多大用途？是什么機(jī)器？磁動(dòng)機(jī)屬電動(dòng)機(jī)原理，但不用 電不用油，運(yùn)行可靠，壽命長(zhǎng)，經(jīng)久耐用，一般磁鐵可用3-5年充一 次磁，高級(jí)磁鐵（釤鈷磁鐵）可用8-10年充磁一次，如用電機(jī)一樣可 帶動(dòng)任何動(dòng)力機(jī)械只要負(fù)荷功率，但要半負(fù)荷功率做功，缺點(diǎn)是“單 向轉(zhuǎn)，無(wú)雙向轉(zhuǎn)，半負(fù)荷”；優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)思

中國(guó)北方發(fā)動(dòng)機(jī)研究所柴油發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)/仿真管理系統(tǒng)項(xiàng)目實(shí)施工作通過(guò)驗(yàn)收

為了回收挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)平臺(tái)制動(dòng)過(guò)程中的制動(dòng)能量,設(shè)計(jì)了油液混合動(dòng)力挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)系統(tǒng),利用蓄能器回收回轉(zhuǎn)平臺(tái)的制動(dòng)能量。闡述油液混合動(dòng)力回轉(zhuǎn)系統(tǒng)和普通回轉(zhuǎn)系統(tǒng)液壓原理的不同,建立amesim模型并進(jìn)行仿真分析。仿真結(jié)果表明:油液混合動(dòng)力挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)系統(tǒng)在一定程度上降低了液壓泵的功率損耗和液壓馬達(dá)的壓力波動(dòng);在節(jié)能方面,蓄能器的能量回收效率達(dá)到70.0%,再利用效率達(dá)到72.8%,利用率較高,達(dá)到節(jié)能的目的。