国家重点基础研究发展计划(2011CB707205)
- 作品数：15 被引量：59H指数：5
- 相关作者：俞小莉李道飞徐焕祥王雷樊之鹏更多>>
- 相关机构：浙江大学中国北方发动机研究所(天津)同济大学更多>>
- 发文基金：国家重点基础研究发展计划国家自然科学基金国家高技术研究发展计划更多>>
- 相关领域：动力工程及工程热物理更多>>
- 高功率密度柴油机气缸盖热负荷分析与优化被引量：16
- 2015年
- 为了评估某新机型气缸盖的热负荷水平和安全性,以某V8高功率密度柴油机为研究对象,进行单侧气缸盖和水套的流固耦合分析以及单侧气缸盖热机耦合应力分析,其中应力分析考虑到各缸爆发的不平衡性.发现在4个缸火力面上最高温度和最大热应力分别出现在第3缸火力面排气门鼻梁区和进气门鼻梁区.在分析结果基础上进行水套改进,根据上水孔的位置和作用提出一套优化思路,最终得到优化效果明显的方案并与原方案进行比较.结果表明,优化方案火力面最高温度降低6.2K,火力面最高等效应力降低了21.4 MPa,可以为柴油机气缸盖的设计优化提供一定参考.
- 刘震涛陈思南黄瑞尹旭俞小莉魏志明张全中
- 关键词：气缸盖水套流固耦合
- 涡轮增压器旁通废气能量回收利用被引量：3
- 2016年
- 以压缩空气作为储能介质,提出一种废气能量回收方法,用以回收高速大负荷工况下被废气阀旁通的废气能量.建立数值仿真模型,分析该方法的回收效果,并在循环工况中计算总能效率的提升幅度.结果表明:压缩空气最大回收功率约6.9kW,旁通废气能量回收效率最高达55%;在NEDC、UDDS和HWFET这3种循环工况中,采用该方法均可使系统总能效率提升0.3%.针对回收的压缩空气,提出2种利用途径:作为车辆制动能量回收系统的进气气源,可使回收的气体压力和制动转矩增幅最高达到167%和140%;用于发动机进气总管补气,可使车辆加速性能提升约15%.
- 樊之鹏王雷徐焕祥窦文博李道飞俞小莉
- 关键词：涡轮增压器回收利用
- 基于冷却水余热利用的气动/燃油混合动力试验研究被引量：1
- 2016年
- 为探索提升气动发动机能量转化效率的途径，提出了一种基于采用内燃机冷却水加热气动发动机缸壁的混合动力模式，利用气动/燃油混合动力试验台架，对该混合动力模式进行了试验研究。研究结果表明：混合动力模式下，气动发动机的动力性能及经济性能均比其单独工作时有所改善；此外，利用压缩空气膨胀过程会从环境吸收热量的特点，可以同时实现内燃机冷却水散热，从而降低冷却系统功耗。试验过程中，内燃机冷却水温度在大部分工况下保持在80-90℃之间。此外，混合动力系统总能效率呈现低转速下较高而高转速下较低的趋势。
- 黄瑞方奕栋樊之鹏陈俊玄俞小莉
- 关键词：内燃机气动发动机余热利用混合动力
- 发动机压缩空气再生制动理想热力循环分析被引量：3
- 2014年
- 车辆制动能量的回收利用有利于改善整车的经济性,而基于传统内燃机的气动-内燃混合动力技术有望实现制动能量的高效、低成本回收利用.以城市路况运行车辆为应用对象,基于传统四冲程发动机提出了3种发动机压缩空气再生制动能量回收方案.通过建立3种方案共同的理想热力学循环,以可回收气体的最大压力、单位排量每循环回收气体质量、循环性能系数(COP)和循环平均指示压力为评价指标,对制动循环进行了分析.结果表明:增大压缩比、减小排气管缓冲腔容积与排量比或者减小排气门开启提前角均可以提高回收气体的最大压力,在机械结构允许的条件下,应尽可能减小排气管缓冲腔的容积;在制动过程中,减小排气门开启提前角可获得较高的循环平均指示压力和气体回收质量;随着气罐背压的增加,控制排气门开启提前角由大变小,可获得最佳的制动循环性能;理论上,二冲程制动循环COP与四冲程制动循环相同,但二冲程制动循环气体回收质量流量和制动功率为四冲程制动的2倍.
- 王雷李道飞徐焕祥樊之鹏俞小莉
- 关键词：发动机制动能量回收
- 压缩空气-燃油混合动力排气能量回收利用
- 2016年
- 提出基于工质混合的压缩空气-燃油混合动力,利用文丘里管混合内燃机排气和压缩空气,回收利用内燃机排气能量.建立混合动力热力学模型,分析压缩空气发动机转速、压缩空气压力和质量流量以及内燃机转速和负荷对混合动力有效效率的影响规律.研究结果表明:压缩空气发动机转速越低,混合动力有效效率越高;内燃机转速和负荷对混合动力有效效率的影响规律与原内燃机的变化趋势一致;内燃机排气提前角存在一个最佳值,最佳排气提前角受内燃机排气压力和压缩空气压力的共同影响,内燃机排气压力升高,最佳排气提前角减小;压缩空气压力升高,最佳排气提前角增大.
- 徐焕祥俞小莉王雷樊之鹏窦文博魏巍李道飞
- 关键词：内燃机文丘里管热力学模型
- 车用发动机压缩空气制动循环特性被引量：3
- 2014年
- 基于压缩空气储能回收车辆制动能量的思想,提出以单向阀作为能量回收阀的发动机压缩空气制动能量回收方法.通过热力学分析,建立发动机压缩空气制动模型,通过台架试验得到初步验证.通过对模型进行稳定工况仿真,得到发动机压缩空气制动在不同转速和不同气罐背压下的特性.通过车辆模拟制动仿真得到特定制动工况下气罐内气体累积过程及能量回收效率.结果表明:缸内最大压力与气罐背压之差是影响制动性能的内在关键因素,增大压缩比可以增加发动机制动转矩,提高能量回收效率;在稳定工况条件下,发动机压缩空气制动循环的最大制动转矩可达驱动时最大转矩的54%,最大能量回收率可达8.5%;在所选的模拟制动工况下,采用发动机压缩空气制动能够使车辆获得较稳定的减速度,整车能量回收率达到10.2%.
- 王雷李道飞叶锦徐焕祥俞小莉
- 关键词：发动机制动能量回收
- 回收排气余热能的气动-内燃复合循环理论研究被引量：2
- 2013年
- 为了提高内燃机能源利用率,提出一种回收排气余热能的气动-内燃复合循环方法,采用内燃机排气和压缩空气混合气作为气动循环工质,建立复合循环工作过程数学模型,分析其主要参数对循环性能的影响规律.研究结果表明:内燃机排气压力的增大、压缩空气占比的减小、气动发动机转速和行程/缸径比的减小均能提高内燃机排气利用率和复合循环效率.复合循环可通过调节气动循环转速或压缩空气占混合工质的比例来实现气动循环工质流量与混合工质流量的匹配.
- 徐焕祥李道飞王雷叶锦樊之鹏俞小莉
- 关键词：内燃机数学模型
- 利用气动发动机排气辅助内燃机增压的混合动力系统仿真研究被引量：1
- 2014年
- 为了提升气动-内燃混合动力系统的动力、经济和排放性能,充分利用气动发动机排气能量,提出了一种利用气动发动机排气辅助实现内燃机进气增压的方法。基于热力学理论建立了气动-内燃混合动力系统数学模型,并对模型进行了试验验证。利用建立的模型分析了气动发动机排气压力和流量变化规律,分别计算了混合动力系统在定转速和定进气压力工况下的性能。计算结果表明：在定转速工况下,随着气动发动机进气压力升高,内燃机平均指示压力升高,混合动力系统输出功率增加,总能效率比同条件的非增压系统最大提高了11%;在定进气压力工况下,随着混合动力系统转速升高,受循环进气量的影响,混合动力系统功率呈先增加后减小的趋势,总能效率则不断降低,但相比同条件下非增压系统提高了5%~15%;气动-内燃混合动力系统在中、低速时,采用辅助增压效果较好,可提升系统的动力性及经济性。
- 王雷李道飞叶锦徐焕祥樊之鹏俞小莉
- 回收余热能的气动/内燃复合循环效率被引量：4
- 2014年
- 为了回收内燃机排气余热能,提出气动/内燃复合循环.该复合循环利用内燃机排气过程提前开启,以提高排气压力,保证内燃机排气和压缩空气顺利混合.基于热力学理论建立复合循环p-V图,分析复合循环工作过程和循环效率,对循环效率进行初步计算.结果表明:随着排气提前角的增大,复合循环热力学第一定律效率和第二定律效率均呈现先增加后减小的趋势;随着内燃循环转速的增加,复合循环最佳排气提前角呈现减小趋势,而复合循环热力学第一定律效率和第二定律效率呈现逐渐增加的趋势,但增加幅度逐渐减小.
- 徐焕祥李道飞王雷叶锦樊之鹏俞小莉
- 车用柴油机节能潜力的能质分析方法与试验研究被引量：5
- 2012年
- 在热平衡分析基础上建立了柴油机能质分析的平衡计算模型,并以WD615(162kW)型车用柴油机为对象进行了试验研究,对比分析柴油机工作过程中的能质分布规律和节能潜力。结果表明:在冷却水及排气能量利用之前,柴油机的热平衡规律和有效能利用率一致。在柴油机最大扭矩点(约1 600r/min),系统有效功占总热量的百分比达到最大值,效率、冷却水和排气的可用能比例也达到最大,约有17%的可用能还未得到利用。不可逆燃烧、有限温差传热和摩擦损耗等因素降低了系统能量的能级,减少柴油机系统的损同时梯级利用排气及冷却水能量,是车用柴油机节能的可行手段。分析方法也为柴油机的效率评价提供了一种新的参考方案。
- 吕锋俞小莉张宇韩松方奕栋
- 关键词：内燃机柴油机热平衡
