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高热效率稀燃发动机的产品开发

汽车工程 2023年第3期45卷 430-437页

作者：崔亚彬赖海鹏贾楠柳茂斌袁中营长城汽车股份有限公司蜂巢易创科技有限公司保定071000

混合动力汽车是降低整车CO_(2)排放和污染物排放的有效解决方案。提升混动发动机最高热效率,并扩大常用工况高热效率区可以有效降低整车燃油消耗。根据混动技术平台需求,开发了一款2.0T高效稀燃混动发动机。该发动机采用高压缩比,大程... 详细信息

混合动力汽车是降低整车CO_(2)排放和污染物排放的有效解决方案。提升混动发动机最高热效率,并扩大常用工况高热效率区可以有效降低整车燃油消耗。根据混动技术平台需求,开发了一款2.0T高效稀燃混动发动机。该发动机采用高压缩比,大程径比和深度米勒循环,使用高滚流气道设计实现了过量空气系数1.8的超稀薄燃烧。凭借先进的燃烧系统和降摩擦设计,该发动机实现了44%的有效热效率。同时,41%以上热效率区域覆盖了转速从1000到4000 r/min发动机混动常用工况点,确保了出色的整车燃油经济性。此外,高效稀燃发动机还实现了115 kW的最大功率和240 N•m的转矩平台,保证了混动系统的动力性需求。

关键词：稀燃发动机高热效率高压缩比混合动力

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醇类汽油混合燃料发动机的燃烧特性研究

醇类汽油混合燃料发动机的燃烧特性研究

作者：柳茂斌天津大学

学位级别：硕士

节能和环保是目前内燃机所面临的两大问题,寻求清洁有效的替代燃料是解决这两大问题的一种途径。醇类燃料是一种可再生环境友好燃料。将它作为发动机的燃料部分替代汽油,不仅可以节约石油能源,还可以减少汽车污染物的排放。因此,研究具... 详细信息

节能和环保是目前内燃机所面临的两大问题,寻求清洁有效的替代燃料是解决这两大问题的一种途径。醇类燃料是一种可再生环境友好燃料。将它作为发动机的燃料部分替代汽油,不仅可以节约石油能源,还可以减少汽车污染物的排放。因此,研究具有一定理论意义和实用价值。通过对一台自行开发的汽油机控制系统软件进行了功能完善,增加了发动机冷启动喷油次数与喷油持续期控制、发动机转速上限控制、各缸独立断油与停止点火控制等子程序,为发动机的试验研究提供了一个良好的控制平台。在此基础上,以乙醇汽油与丁醇汽油作为研究对象,对醇类汽油燃烧特性与经济性进行了试验研究。研究结果表明: 在发动机中小负荷时,随着醇类汽油混合燃料中掺醇比的增加,乙醇汽油最佳点火提前角增大,但丁醇汽油最佳点火提前角推迟。在发动机大负荷时,不同醇类汽油的最佳点火提前角趋于相同。不同醇类燃料对发动机指示热效率的影响不同。乙醇汽油的指示热效率随着乙醇含量的增加而增大。丁醇汽油的指示热效率则随着丁醇含量的增加先增大后减小。与燃用汽油、丁醇汽油相比,乙醇汽油的燃烧持续期短、抗暴能力强。丁醇汽油比油耗高于汽油而低于乙醇汽油,醇类汽油的能量消耗率有所降低。在大负荷时,不同醇类混合燃料对发动机的循环波动影响较小。此外,使用不同燃料时发动机的充气效率变化较小。

关键词：汽油乙醇生物丁醇发动机燃烧

正丁醇/乙醇-汽油HCCI发动机的低温燃烧与排放特性

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燃烧科学与技术 2018年第5期24卷 424-432页

作者：柳茂斌何邦全赵华天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室天津300072

在一台单缸4冲程发动机上利用负气门重叠角方法,在转速为1 500,r/min、气门相位与升程不变的情况下,研究了不同掺醇比例下正丁醇-汽油与乙醇-汽油均质充量压缩着火(HCCI)发动机的燃烧与非常规排放特性.结果表明,随着掺醇比例的增加,HCC... 详细信息

在一台单缸4冲程发动机上利用负气门重叠角方法,在转速为1 500,r/min、气门相位与升程不变的情况下,研究了不同掺醇比例下正丁醇-汽油与乙醇-汽油均质充量压缩着火(HCCI)发动机的燃烧与非常规排放特性.结果表明,随着掺醇比例的增加,HCCI发动机的着火时刻提前,燃烧持续期缩短,而且使用正丁醇-汽油时HCCI发动机的着火时刻更早,燃烧持续期更短,但平均指示有效压力(IMEP)呈下降趋势,而且使用正丁醇-汽油时HCCI发动机的IMEP与指示热效率更低.汽油中掺醇均会导致HCCI发动机的甲烷、甲醛、乙醛和乙烯排放增加,但芳香烃排放显著降低,而且在相同掺醇比例下,使用正丁醇-汽油时的甲烷和乙醛排放要低于使用乙醇-汽油时的值,而甲醛、乙烯和芳香烃排放则高于使用乙醇-汽油时的值.此外,在汽油中掺混乙醇,会减少HCCI发动机的丙烯排放,但是在汽油中掺混正丁醇,则会增加HCCI发动机的丙烯排放.

关键词：发动机均质充量压缩着火正丁醇乙醇燃烧非常规排放

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正丁醇-汽油HCCI发动机燃烧特性

内燃机学报 2013年第4期31卷 324-330页

作者：柳茂斌何邦全袁杰赵华天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室天津300072

在一台单缸4冲程发动机上利用负气门重叠角方法,研究了燃用不同掺混比的正丁醇-汽油混合燃料时,均质充量压缩着火(HCCI)发动机的燃烧特性.结果表明,排气门关闭时刻对缸内残余废气率和平均指示压力(IMEP)影响较大.进气门开启时刻通过有... 详细信息

在一台单缸4冲程发动机上利用负气门重叠角方法,研究了燃用不同掺混比的正丁醇-汽油混合燃料时,均质充量压缩着火(HCCI)发动机的燃烧特性.结果表明,排气门关闭时刻对缸内残余废气率和平均指示压力(IMEP)影响较大.进气门开启时刻通过有效压缩比影响缸内温度和着火时刻,进气门开启时刻对着火时刻的影响与转速有关.在相同条件下,随着正丁醇掺混比的增加,正丁醇-汽油HCCI发动机的着火时刻提前,燃烧持续期缩短,但IMEP下降.而且HCCI发动机使用正丁醇-汽油混合燃料时比使用汽油时更容易发生爆震.

关键词：发动机均质充量压缩着火正丁醇燃烧

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高热效率稀燃发动机的产品开发

高热效率稀燃发动机的产品开发

基于梯度和海森矩阵计算在地震作用下桁架的形状优化

2022中国汽车工程学会年会暨展览会

作者：崔亚彬赖海鹏柳茂斌袁中营耿路长城汽车股份有限公司蜂巢易创科技有限公司

混合动力汽车是降低整车CO排放和污染物排放的有效解决方案。提升混动发动机最高热效率,并扩大常用工况高热效率区可以有效降低整车燃油消耗。根据混动技术平台需求,开发了一款2.0T高效稀燃混动发动机。该发动机采用高压缩比,大程径比...

混合动力汽车是降低整车CO排放和污染物排放的有效解决方案。提升混动发动机最高热效率,并扩大常用工况高热效率区可以有效降低整车燃油消耗。根据混动技术平台需求,开发了一款2.0T高效稀燃混动发动机。该发动机采用高压缩比,大程径比和深度米勒循环,使用高滚流气道设计实现了过量空气系数1.8的超稀薄燃烧。凭借先进的燃烧系统和降摩擦设计,该发动机实现了44%的有效热效率。同时,41%以上热效率区域覆盖了转速从1000到4000r/min发动机混动常用工况点,确保了出色的整车燃油经济性。此外,高效稀燃发动机还实现了115kW的最大功率和240N·m的转矩平台,保证了混动系统的动力性需求。

关键词：

来源： cnki会议评论

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北京工业大学学报 2011年第3期37卷 395-408页

作者：刘齐茂燕柳斌广西工学院土木建筑系广西柳州545006 广西大学土木建筑学院南宁530004

大型复杂桁架地震响应的形状优化需要大量的计算量,非梯度类算法由于效率低下通常很难成功解决该类问题.本文提出一种在地震作用下以获取质量最小化的二阶优化设计同时满足应力和位移约束的桁架形状优化设计方法.1)在Newmark-β法的基... 详细信息

大型复杂桁架地震响应的形状优化需要大量的计算量,非梯度类算法由于效率低下通常很难成功解决该类问题.本文提出一种在地震作用下以获取质量最小化的二阶优化设计同时满足应力和位移约束的桁架形状优化设计方法.1)在Newmark-β法的基础上导出动力响应及其对设计变量一阶和二阶导数的计算方法;2)通过积分型罚函数将含时间参数的不等式约束问题转变为一系列不含时间参数的无约束问题,并利用动力响应的一阶和二阶导数计算罚函数的梯度和海森矩阵;3)充分利用梯度和海森矩阵的Marquardt方法求解无约束优化问题;演示了一个45杆桁架的形状优化设计.结果表明本文方法是一种桁架在地震作用下有效和高效的形状优化设计方法.

关键词：桁架形状优化动力响应梯度海森矩阵

基于Newmark法敏度计算的刚架结构动力优化

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工程力学 2010年第3期27卷 145-154页

作者：刘齐茂燕柳斌广西工学院土木建筑系柳州545006 广西大学土木建筑学院南宁530004

提出一种有效的求解结构最小质量设计,同时满足动位移和动应力约束的二阶优化设计方法。在有限元法和纽马克法基础上导出一种高效的动应力、动位移对设计变量一阶导数和二阶导数的算法。建立含时间参数,以结构质量最小化为目标,同时满... 详细信息

提出一种有效的求解结构最小质量设计,同时满足动位移和动应力约束的二阶优化设计方法。在有限元法和纽马克法基础上导出一种高效的动应力、动位移对设计变量一阶导数和二阶导数的算法。建立含时间参数,以结构质量最小化为目标,同时满足动位移、动应力和设计变量约束的优化数学模型,通过积分型内点罚函数将含时间参数的不等式约束优化问题转变为一系列不含时间参数的无约束优化问题。利用动位移、动应力对设计变量一阶导数和二阶导数的信息计算内点罚函数的梯度和海森矩阵,利用梯度和海森矩阵构造求解优化设计问题高效有效的二阶优化算法。算例结果表明该文的优化设计方法能获得刚架结构的局部最优设计,优化的效率高于增广拉格朗日乘子法。

关键词：结构优化动力优化梯度海森矩阵 Newmark法

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基于敏度分析的框架抗震优化

振动与冲击 2012年第17期31卷 99-105页

作者：刘齐茂燕柳斌广西工学院土木建筑系广西柳州545006 广西大学土木建筑学院南宁530004

针对目前结构抗震优化设计方法存在优化效率低下的问题,提出一种高效的框架抗震优化设计方法。在有限元法和Newmark法基础上导出一种高效的层间相对位移对设计变量一阶和二阶导数的算法,建立显含时间参数,以结构质量最小化为目标,同时... 详细信息

针对目前结构抗震优化设计方法存在优化效率低下的问题,提出一种高效的框架抗震优化设计方法。在有限元法和Newmark法基础上导出一种高效的层间相对位移对设计变量一阶和二阶导数的算法,建立显含时间参数,以结构质量最小化为目标,同时满足层间相对位移和设计变量约束的优化数学模型,通过积分型内点罚函数将显含时间参数的不等式约束优化问题转变为一系列不含时间参数的无约束优化问题,利用层间相对位移对设计变量一阶和二阶导数的信息计算罚函数的梯度和海森矩阵,然后利用梯度和海森矩阵构造求解优化设计问题高效有效的优化算法。算例表明该抗震优化方法能获得结构的最优设计,具有简单、下降速度快、不需要进行一维搜索等特点。是一种有效和高效的框架抗震二阶优化方法。

关键词：结构优化设计抗震优化设计框架梯度海森矩阵二阶优化方法层间位移敏度分析

地震作用下空间框架结构层间相对位移响应梯度和海赛矩阵的计算

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计算力学学报 2010年第2期27卷 303-309,320页

作者：刘齐茂燕柳斌广西大学土木建筑学院南宁530004 广西工学院土木建筑系柳州545006

提出一种在地震作用下空间框架结构层间相对位移响应梯度和海赛矩阵的精确计算方法。在有限单元法和纽马克-β法的基础上推导出在地震作用下空间框架结构层间相对位移响应梯度和海赛矩阵的计算公式,给出在地震作用下空间框架结构层间相... 详细信息

提出一种在地震作用下空间框架结构层间相对位移响应梯度和海赛矩阵的精确计算方法。在有限单元法和纽马克-β法的基础上推导出在地震作用下空间框架结构层间相对位移响应梯度和海赛矩阵的计算公式,给出在地震作用下空间框架结构层间相对位移响应梯度和海赛矩阵的计算步骤,用Matlab语言编制了空间框架结构层间相对位移响应梯度和海赛矩阵的计算程序,实现了空间框架结构层间相对位移响应梯度和海赛矩阵的精确计算。最后通过一个二层空间框架结构的计算实例表明本文所提出的计算方法是有效的。

关键词：抗震设计动力响应优化层间位移响应梯度层间位移响应海赛矩阵空间框架