陈晓济[1]2003年在《四冲程摩托车发动机工作过程测试与性能评价系统的研究》文中进行了进一步梳理越来越多的中国摩托车企业开始重视自主产品开发，尤其是动力总成的开发。相比于从头开始开发崭新的发动机，对已有的发动机进行针对性的改进是更适合中国国情的，而针对性的改进需要对发动机的性能彻底了解。受有关企业委托，开发了四冲程摩托车发动机工作过程监测与性能评价系统。 本系统可以完成如下的工作：测量摩托车发动机的平均示功图；平均最大压力上升率；平均最高压力；平均转速；点火提前角；最大压力分布；最大压力上升率分布；点火提前角分布；循环内转速波动；循环间转速波动等。 本系统最大的特色在于将摩托车发动机点火提前角的测量与发动机工作过程的测量统一起来，而此前，对于相当多的机型，根本无法直接反映点火提前角对发动机工作过程的影响。。 本文讲述了该系统的软硬件实现，并利用该系统的测量结果，独特地将转速波动的分析结论应用到摩托车电控点火提前角的控制策略的选择中，指出随着摩托车发动机转速的不同，应该采用不同的点火时刻控制策略。 利用尾气分析仪，本文对摩托车化油器的供油特性做了研究，指出摩托车化油器的供油特性改进的方向和措施。
徐广业, 黄胜军, 孙国强, 蒋朝贵, 丁元庆[2]2018年在《摩托车发动机油台架评定试验系统的探讨》文中指出为了配合五羊-本田摩托车专用油的研发,在大连润滑油研究开发中心试验室建立摩托车油评定台架。该台架能够满足五羊-本田为代表的摩托车油的性能评价要求。主要评价的性能包括:高温清净性、高温抗氧化性能、抗磨损性能。确定台架试验条件和试验方法,建立摩托车油评价的企业标准,同时为建立摩托车油评价的行业标准奠定基础。文章通过对五羊-本田四冲程125 cc发动机工作状况、交流电力测功机性能及控制系统的介绍,阐述了建立摩托车油评定台架的必要性及可行性。
黄贵友[3]2007年在《ZS157YMI发动机采用电控补气和触媒转化技术达到欧Ⅲ排放及量产一致性研究》文中提出为了找到一种经济实用的汽油机排放控制方法,确保摩托车排放符合欧Ⅲ标准,从而使公司的摩托车能顺利出口到欧洲,同时迎接本国叁阶段排放法规的贯彻,本文开展了采用新型技术方案解决ZS157YMI发动机和LZX125-18摩托车稳定达到欧Ⅲ排放的研究。对比欧Ⅲ标准与欧Ⅱ标,结合ZS157YMI发动机和LZX125-18摩托车的特点,研发了一种开环控制系统来优化和降低排放。设计开发了可编程ECU、电磁控制补气阀、补气进气管和尾气处理装置等重要元器件。开发制作了实验用的元器件样品、样机和样车,进行实验数据对比分析,确定出合理的设计参数。制作了检测样车,将样车送给TUV检测。提出保证ZS157YMI发动机和LZX125-18摩托车批量生产一致性的措施。试验结果表明:采用“可编程ECU控制机前补气”和“触媒处理尾气”构成的开环控制系统能保证LZX125-18摩托车排放达到欧Ⅲ标准。该车送给TUV检测合格,并获得RDW认可证书。
杨仕[4]2009年在《摩托车动态设计及其性能评价方法研究》文中研究表明由于缺乏技术和品牌等深层次竞争资源,中国制造业在全球制造业生产链中处于低端。我国的摩托车产量居世界第一,但其性能与日、美、欧等摩托车还有较大的差距。虽然多年以来合资和技术引进,但还不完全具有独立自主开发高性能摩托车产品的能力。动态设计的目的是使设计产品不仅获得满意的性能指标,还要能安全、耐久的工作。论文以国家自然科学基金项目“基于集成产品模型的可重用设计理论和方法研究”(50375161),重庆市科技攻关项目“摩托车产品智能化开发技术研究”(7823 -10),重庆宗申集团技术攻关项目“VG200发动机降振”为支撑,以摩托车为研究对象,对综合动态仿真与试验技术进行了深入的研究,主要内容有以下几个方面:1)制定出了适应动态设计方式的摩托车设计流程。将动态设计方法贯穿在整个设计流程中,使设计者在设计之初就能把握产品的性能。2)研究了摩托车设计集成模型,提出了一种基于配置的信息集成模型的层次结构和表达方式。通过设计者的合理配置组合,形成动态设计所需的摩托车模型。动态分析的结果用于辅助试验,试验结果用以验证分析模型,实现分析与试验的协同。3)分析了发动机的惯性力、惯性力矩,并研究了发动机惯性力的平衡方法。研究了发动机正交弹性悬挂、发动机非完全正交弹性悬挂的计算方法,研究了发动机刚性悬挂与车架的匹配问题。结果表明,发动机单轴平衡可以有效降低发动机的惯性力;发动机弹性悬挂可以有效隔离发动机对车架的激振;激振力的方向对摩托车车架的振动影响较大,用车架动态分析方法可以实现车架-发动机系统的匹配。4)建立了摩托车悬架系统动力学分析模型,进行了摇架运动、受力分析、整车的飞车分析。建立了ZS250GS型摩托车整车的有限元分析模型,进行了固有频率、模态、发动机刚性和弹性悬挂下的谐响应分析。实测ZS250GS型摩托车的振动,得到与谐响应分析一致的结论。5)探讨了摩托车平顺性CAE仿真、主观(感觉)、客观(物理量)等评价方法。研究了模糊绝对主观评价方法、模糊相对主观评价方法。提出的一种体验模糊主观评价方法可以快速评价摩托车的平顺性。综合运用国家相关标准并结合摩托车特点,制定了一种摩托车平顺性客观评价方法,并将客观评价与主观评价联系了起来。将这些评价方法在ZS250GS型摩托车上予以了实施。
王建[5]2017年在《四冲程通用小型汽油机排放控制的研究》文中研究说明通用小型汽油机产量大、用途广,价格低廉,全球产量超过5000万台,我国年产量约2200万台且80%以上用于出口。由于通用小型汽油机的结构特点、用途及价格的限制,先进的汽油机技术很难运用,95%以上的通用小型汽油机仍然采用化油器供油。本文以国产、量大的四冲程、单缸、风冷通用小型汽油机168F为研究样机,进行气道研究、化油器两相流建模与计算、低排放供油特性、工作过程等研究,通过“数量”和“时间”的协同匹配,拟在不采用催化剂的情况下,使样机满足美国EPA第3阶段及欧盟未来“Stage V”阶段排放法规及一定的劣化系数的要求。在自主设计的稳流气道试验台上对样机的进排气道进行了试验,结果表明进气道的最大流通系数为0.488,排气道的为0.508,使用FIRE软件对进排气道进行了叁维流场计算,研究了气门升程、气道截面形状、垂直段深度、气道倾斜角等不同结构参数下的气道流场及规律。依据模拟计算结果、分析了影响气道流通的因素,对气道的截面形状、垂直段深度及拔模角度等进行了优化,分析了不同铸造工艺对气道设计的影响,给出了通用小型汽油机气道的评价量值。气道优化后,稳流气道试验表明,在最大气门升程时,进气道流通系数增加了 18.27%,排气道流通系数增加了 10.69%;整机试验表明,在标定工况,有效功率增加了 6.22%,有效燃油消耗率改善了 3.08%;排放性能,CO、HC分别降低10.78%和 14.37%, NOx 增加了 9.37%,HC+NOx 降低了 5.77%。试验研究结合理论分析,以排放为控制核心,提出了低排放供油特性概念,即:大负荷工况以抑制NOx的生成为主,须供给浓混合气;中小负荷工况以抑制HC的生成为主,须供给较稀的混合气;怠速工况,为维持运转平稳、降低HC排放,须供给较浓的混合气。为研究化油器内部的两相流及供油特性影响的因素,建立了圆管内两相流的计算模型,以此为基础,建立了化油器的怠速供油系统、主供油系统的计算模型,并用Matlab数学软件编写了计算程序。计算结果表明由于燃油的流动惯性,供油滞后于进气门开启时刻且持续到做功行程;主供油系统的结构参数对中大负工况的混合气浓度影响大,对小负荷及怠速工况的影响小;怠速供油系统对中大负荷工况的混合气浓度没有影响;由空气量孔引入的空气与燃油形成的两相流对燃油的破碎、雾化有重要作用。以此为基础结合低排放供油特性的需求,优化了化油器结构参数。试验结果表明,优化后的化油器供油特性与低排放供油特性的趋势一致。排放试验结果表明,化油器优化后样机的NOx排放降低了 32.07%、CO降低11.64%、HC降低15.63%,整机排放达到了美国EPA第3阶段排放限值要求,但HC+NOx的劣化系数为1.08,还需进一步降低排放,拓展HC+NOx的裂化空间。在标定工况,调整点火提前角,采集了示功图数据,计算了瞬时放热率、缸内已燃区的燃烧温度。结果显示,提前角过大,压缩上止点前缸内工质压力高,压缩过程耗功多;点火提前角过小,后燃严重膨胀损失较多。同时测量、分析了排放、有效功率及有效燃油消耗率。通过缸内工作过程研究结合性能分析,确定样机的最佳点火提前角为-22℃A,比原机的-25℃A推迟了 3℃A。在-22℃A点火提前角下,整机排放测量结果:CO比排放为249.8 g/kW·h,HC+NOx比排放为8.54 g/kW·h,达到了现行美国EPA第3阶段及欧盟2019将要实施的“Stage V”阶段排放标准的要求,且HC+NOx劣化系数提高到1.17,取得了预期的效果。
滕辉[6]2006年在《摩托车电控燃油喷射系统与叁元催化转化器匹配技术研究》文中研究指明电控燃油喷射系统与叁元催化转化器在摩托车上的应用,可满足日趋严格的排放法规。电控燃油喷射系统可精确控制空燃比,改善发动机燃烧性能,从而提高动力性,经济性和排放性能。叁元催化转化器作为一种最重要的排气后处理装置,结合电喷系统使用,可进一步降低排放。两者之间的优化匹配可大幅度降低有害排放物质。 本论文建立了一套针对LH150型四冲程摩托车发动机的匹配台架,设计了一套用于摩托车发动机的电控燃油喷射系统,对发动机供油系统、进气系统进行了设计和选配;建立了一套传感器的使用和信号处理方法;设计了一套电控单元硬件,并初步确定了电控单元的控制方法。同时为了对电控单元的控制参数进行实时修改和对发动机工作状态进行监视,设计了一套可实时控制、修改电控单元的控制参数和检测发动机动力性和排放性能的发动机电控喷射匹配开发系统。本文利用该系统对该发动机进行部分工况的匹配标定,得出喷油MAP图和点火提前角MAP图。 本文评述了叁元催化转化器技术的产生和发展,详细介绍了当前叁元催化转化器的结构、评价指标和评价方法。并根据摩托车应用的实际情况,选定合适的叁元催化转化器与本电控燃油喷射系统进行匹配。 本文重点进行了摩托车电控燃油喷射系统与叁元催化转化器的匹配方法研究。通过台架标定试验,利用氧传感器进行空燃比修正试验,对喷油MAP进一步优化,使叁元催化转化器工作在最佳状态,排放进一步下降;通过模拟数值计算和ANSYS软件分析,优化了催化转化器的流动特性,确定了叁元催化转化器与排气系统的良好匹配。 通过台架和实车试验证明:所开发的电控燃油喷射系统与叁元催化转化器形成良好的匹配关系,排放达到欧Ⅲ标准。
邸立明[7]2013年在《可变负荷率往复式内燃机设计理论与关键技术研究》文中提出各种技术的融合与协作逐渐成为车用往复式内燃机(简称发动机)发展的必然趋势。若能利用先进发动机技术，根据具体工况动态调节发动机的负荷率，使其一直处于最佳负荷率区间，则有望实现全转速各工况综合性能的提升。世界着名汽车公司基于变负荷率理念，已分别研制出具备可变压缩比、可变排量与可变循环等技术特征的发动机，并得到业界和市场的一致认可，但国内对相关技术的研究几乎处于空白，所以此方面研究具有实际意义和广阔前景。本文设计出一种兼具二冲程和四冲程两种机型工作循环的发动机平台，主要对其工作原理、设计理论、参数优化及可行性试验验证等方面进行了研究，为设计具有自主知识产权的先进车用发动机及其实用化奠定理论和试验基础。主要研究内容如下：提出一种能同时具备可变配气、可变排量、可变压缩比、可变循环与HCCI燃烧等技术的可变负荷率发动机(Variable Load Rate Engine, VLRE)，应用热力循环理论，分析了不同工作循环模式、可变压缩比与可变排量的工作原理，并确定出最佳模式切换时机为压缩上止点附近区域。分别基于发动机循环功频和有效压缩比概念，分析了VLRE循环功频多样性和其可变压缩比与可变排量技术相互依存的特点。依据二冲程发动机换气理论，确定了VLRE二冲程模式(VLRE-T)顶进-侧排的换气方案。最后分析了VLRE研发的可行性优势。依据原型机Honda WH125-6构建了VLRE四冲程模式(VLRE-F)性能仿真模型，采用正交试验仿真得出了最大扭矩转速的最佳配气相位。仅利用七个发动机参数，建立了完整的二冲程机气口参数与配气相位程序化封闭求解数学模型，在初步确定VLRE缸侧排气口参数及VLRE-T模式设计最大功率转速配气相位后，利用VLRE-T模式性能仿真模型，优化了缸侧排气口及配气相位参数。基于VLRE各配气凸轮的不同驱动功能，依据双质量当量模型和凸轮阀系设计理论，利用Excite_TD搭建了VLRE配气机构运动学和动力学模型。在凸轮廓线优化设计过程中，为提高计算参量的获取与调整效率，编写了凸轮参数计算与指标检验程序。基于配气机构运动学和动力学模型，优化设计出了VLRE各配气凸轮廓线。提出了VLRE可变配气机构的总体设计方案，分析了其中可变配气凸轮廓线机构的结构特征与工作原理。利用数值转化建模方法，设计出了VLRE-T进气双峰凸轮廓线。基于VLRE的配气相位，研究了复合凸轮各凸峰相对位置的确定方法，并对模式切换过程的复合凸轮进行了驱动力分析。通过构建可变配气凸轮廓线机构叁维虚拟样机，进行机构多体动力学分析，进一步验证了凸轮廓线设计的正确性与合理性。基于VLRE凸轮轴驱动机构功能需求，提出利用双排行星轮系架构实现相位与速比同时可变的驱动机构方案。为快速辨识不同构型并从中优选合理的VLRE凸轮轴驱动机构方案，以功能实现为目标，采用粗糙集理论和聚类分析法进行机构方案的型综合与分类研究，确定出一类符合VLRE应用需求的机构方案。为实现全转速综合性能最佳的VLRE设计参数优化，提出并构建了复合性能系数。复合性能系数的构造特点及引入的额定值无量纲法，决定了其参数权重和无量纲化结果对评价效果无本质影响，并通过考题与模糊物元法验证了其合理性。与传统发动机综合性能评价方法相比，该方法计算高效且能实现发动机不同机型或不同模式全转速综合性能的评价与比较。基于复合性能系数坎贝尔图，优化了全转速下VLRE-T模式的配气相位，确定了VLRE缸侧排气口的形状、尺寸及位置参数。依据复合性能系数与负荷率最优原则，分别制定了VLRE“综合性能模式”与“经济模式”两种工作模式切换策略。搭建了VLRE台架试验平台，根据原型机的具体结构与布置特征，设计了VLRE配气凸轮机构试验方案，确定了缸侧排气口加工位置与增压器驱动方案，基于实践找到了一种快速调校VLRE-T模式配气正时的方法，并设计出具备排气缓冲功能的排气管路系统，解决了小排量发动机台架试验因管路过长导致的排气背压过高问题。最后完成了对WH125-6、VLRE-F模式和VLRE-T模式的台架试验，试验测试数据的分析结果，论证了VLRE设计思想的可行性。
杨超[8]2012年在《带催化转化装置的排气消声器性能优化》文中研究表明随着摩托车国Ⅲ标准的实施，摩托车排放和噪声要求越来越严格。为满足法规，摩托车企业采取了不同的技术途径达到排放要求，通过发动机机内净化和机外净化技术对污染物的生成进行控制。作为机外净化的核心部件催化器已得到了充分发展，由于摩托车排气系统和催化器结构特点的限制，需要把催化器和消声器结合成为一体，即催化转化消声器，这对催化器位置和消声器结构的优化提出了新的要求。论文结合摩托车企业为满足国Ⅲ排放标准对发动机排气系统进行优化的项目，加装催化转化器后对消声器声学性能和空气动力学性能产生的影响进行分析。结合企业采用的控制排放的技术方案，对催化器在消声器内安装位置进行优化。论文基于某型发动机的各项试验参数和结构尺寸，在GT-Power软件中对该发动机建模仿真并与试验结果对比，验证模型的准确性。在其子模块Muffler中建立催化转化消声器模型，将其与发动机模型进行耦合仿真，并用该计算模型对催化转化消声器插入损失和压力损失进行分析。根据计算结果对催化转化消声器的结构进行优化，优化后催化转化消声器的插入损失提高3～5dB，压力损失有所上升，但其对发动机功率损失带来的影响甚小。论文对摩托车发动机模型的建立和仿真，催化器和催化转化消声器性能分析及改进做了一定的研究，为企业开发摩托车排气系统提供了参考，具有理论指导意义和实际工程运用价值。
王亚强[9]2017年在《基于复合性能的小型汽油机电控系统设计与仿真》文中指出发动机电控技术可以提高发动机动力性,改善其燃油经济性和排放性。被广泛运用于各种发动机上,但针对小排量汽油机的电控系统应用比较少,同时发动机的综合性能测评与控制方案目前尚缺乏。本文以样机WH125-6作为研究对象,依据电控执行器及传感器工作特性和发动机工作控制要求,开发小型汽油机电控单元,并且依据台架试验对发动机综合性能评价指标进行仿真验证。针对小型汽油机的工作特点,设计发动机的硬件电路和软件程序。通过选取成熟的电路结构,采用仿真测试与实际电路测试相结合的方式,确定元器件的选型与大小,保证实现信号采集及信号驱动功能,绘制PCB板并焊接后,进行集成测试;另外在软件方面,主要采用可视化编程模式实现底层配置,并根据传感器和执行器特性曲线设计信号采集、工况判断、MAP查询、喷油点火控制及安全保护等子任务。通过采用发动机模拟器搭建测试平台,将程序烧录控制面板,校核软件程序,同时验证了模拟信号的正常采集及喷油点火指令的正常输出,表明所设计的电控系统能够满足控制要求。本文构建了GT-Power与Simulink联合仿真控制平台,并以电控台架试验数据为依据搭建综合性能评价指标闭环控制策略。采用GT软件搭建的一维发动机模型以及在MATLAB/Simulink软件中建立喷油、点火及负载控制子模块,通过联合仿真技术,分别从稳态和瞬态工况对平台进行试验比对,验证平台的合理性及控制效果;以台架试验计算获取综合性能指标为目标值,仿真数据所得为实际值,进行闭环的喷油量修正,仿真研究结果表明可以依据指定目标综合性指标来实现发动机整体性能的改变,但其在稳态工况控制效果比较明显。
李沛然[10]2011年在《汽车排气消声器设计技术研究及其专家系统开发》文中研究表明安装排气消声器是控制汽车排气噪声的主要手段。迄今为止,排气消声器性能的精确分析预测和精准设计仍是一个难题,消声器的设计开发需要高度依赖于经验知识,使得其设计工作变得难以把握,令许多设计人员倍感困惑。因此,在国内企业尚未掌握消声器的自主研发核心技术的情况下,突破和掌握汽车排气消声器研发的关键技术,研究和开发消声器设计专家系统,对加快消声器设计技术向产业的转移和推广,具有很大价值和现实意义。首先,将试验与仿真分析结合,研究隔板缝隙对消声性能的影响,反流插入管消声器压力损失的规律。研究结果表明:批量生产的消声器隔板形成的缝隙对共振式消声器消声性能有巨大影响;进口管离后壁的距离对压力损失的影响远胜于出口管,即当进口管短于出口管时,可以获得更低的压力损失;进口管离后壁的距离对反流插入管消声器的压力损失影响存在一个临界距离(称为临界壁面距离),如果离后壁的距离小于这个距离会造成压力损失急剧升高,离后壁的距离大于这个距离后压力损失变化很,临界壁面距离与进口管管径相关。这些客观规律的发现,有助于设计时合理地选择参数;同时为消声器设计专家系统储备设计规则和知识。其次,针对当前排气消声器性能的综合评价主要停留在基于个人经验和定性评价上的现状,以消声器特性为出发点,建立一系列针对汽车排气噪声、气流特点相适应的量化的性能指标,并通过层次分析法结合专家打分作为各指标加权依据,进行消声器消声性能的定量评价。通过对现有排气消声器传声损失试验结果进行横向比较、验证,表明该评价方法正确可行。然后研究消声器设计推理技术,围绕“消声器设计案例知识表达”、“消声器设计案例推理方法”、“消声器设计调整策略”提出了解决方法。特别是提出了一种实现汽车排气消声器内部结构表达的方法和判断消声器内部结构拓扑关系的算法,并提出了消声器设计案例推理结果案例相似度综合评判方法。解决了案例推理和规则推理在消声器设计中的应用难题。然后研究基于特征参数化建模技术的排气消声器快速建模方法,并在对商用声学有限元软件二次开发的基础上实现消声器消声性能的自动分析,拓展消声器专家系统应用。最后,基于上述研究,开发了集合专家系统、设计工具、分析工具等主要功能,包含排气消声器设计案例、设计知识、评价方法的数据库的汽车排气消声器设计专家系统——“ES2”。应用该系统在两款汽车消声器改进和设计中,其推理得到的消声器通过装车试验表明该系统具有很强的实用价值,设计出的消声器满足工程实际要求。上述研究跨车辆工程、人工智能、图形图像处理、管理科学等领域。将综合评价应用于消声器评价,使得消声器设计及其评价更具科学性;将专家系统与消声器设计结合,提高了消声器设计成功率;将参数化设计和自动分析技术融入消声器设计,提高了设计效率。汽车排气消声器设计专家系统在汽车零部件企业的应用,对迅速提高企业消声器设计水平,具有较大的促进作用。
参考文献：
[1]. 四冲程摩托车发动机工作过程测试与性能评价系统的研究[D]. 陈晓济. 浙江大学. 2003
[2]. 摩托车发动机油台架评定试验系统的探讨[C]. 徐广业, 黄胜军, 孙国强, 蒋朝贵, 丁元庆. 中国润滑技术论坛（2018）暨中国汽车工程学会汽车燃料与润滑油分会第十八届年会论文专辑. 2018
[3]. ZS157YMI发动机采用电控补气和触媒转化技术达到欧Ⅲ排放及量产一致性研究[D]. 黄贵友. 天津大学. 2007
[4]. 摩托车动态设计及其性能评价方法研究[D]. 杨仕. 重庆大学. 2009
[5]. 四冲程通用小型汽油机排放控制的研究[D]. 王建. 江苏大学. 2017
[6]. 摩托车电控燃油喷射系统与叁元催化转化器匹配技术研究[D]. 滕辉. 武汉理工大学. 2006
[7]. 可变负荷率往复式内燃机设计理论与关键技术研究[D]. 邸立明. 燕山大学. 2013
[8]. 带催化转化装置的排气消声器性能优化[D]. 杨超. 重庆理工大学. 2012
[9]. 基于复合性能的小型汽油机电控系统设计与仿真[D]. 王亚强. 燕山大学. 2017
[10]. 汽车排气消声器设计技术研究及其专家系统开发[D]. 李沛然. 重庆大学. 2011
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