小排量多缸車用柴油機開發(fā)平臺-初稿

小排量多缸車用柴油機開發(fā)平臺昆明云內(nèi)動力股份有限公司2015年10月22日高效的發(fā)動機開發(fā)需要有完整的開發(fā)流程和全面的開發(fā)平臺支持概念設(shè)計詳細設(shè)計CAE計算樣件制造和采購樣機裝配燃燒開發(fā)機械開發(fā)和試驗驗證發(fā)動機臺架完整試驗標定發(fā)動機耐久試驗驗證車輛和動力總成匹配車輛標定產(chǎn)品批量生產(chǎn)質(zhì)量保證及檢測整車應(yīng)用匹配開發(fā)平臺發(fā)動機試驗驗證平臺發(fā)動機設(shè)計技術(shù)平臺生產(chǎn)過程及質(zhì)量控制平臺發(fā)動機排放一致性出廠平臺發(fā)動機高原試驗平臺一整車應(yīng)用匹配開發(fā)平臺發(fā)動機試驗驗證平臺發(fā)動機設(shè)計技術(shù)平臺生產(chǎn)過程及質(zhì)量控制平臺

發(fā)動機排放一致性出廠平臺

發(fā)動機高原試驗平臺目錄發(fā)動機性能分析發(fā)動機設(shè)計技術(shù)平臺概念設(shè)計概念設(shè)計確定與整車匹配的動力性、經(jīng)濟性、噪聲、振動、排放開發(fā)目標。同時考慮目標車輛機艙安裝的限制條件。采用已經(jīng)生成的三維CAD模型，描述發(fā)動機的主要概念特征，這些三維CAD模型需要充分細化來評估在功能、安裝、成本等方面總體的設(shè)計可行性，另外，他們也將服務(wù)于初始CAE工作要求的幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)的輸入要求。冷卻、潤滑系統(tǒng)計算零部件結(jié)構(gòu)強度分析氣體交換及計算增壓器匹配、氣門機構(gòu)分析燃油噴射系統(tǒng)及燃燒系統(tǒng)計算

應(yīng)用工具

GT-POWERSTAR-CDKIVA–SIMULATION

ABAQUS

Hypermesh發(fā)動機設(shè)計技術(shù)平臺CAE分析計算發(fā)動機設(shè)計技術(shù)平臺協(xié)同設(shè)計開發(fā)?機體、缸蓋?

曲軸、活塞、活塞環(huán)、軸瓦、襯套、扭振減震器等?

潤滑系統(tǒng)零件?氣門機構(gòu)零部件?

墊片和密封圈?

正時和機油泵驅(qū)動零部件?

后處理系統(tǒng)?......結(jié)合車輛機艙安裝空間，設(shè)計發(fā)動機外部結(jié)構(gòu)。尤其重點布置變速箱、離合器、DOC、DPF、進排氣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、附件系統(tǒng)的安裝連接。發(fā)動機試驗驗證平臺燃燒開發(fā)燃油系統(tǒng)定義氣道流量系數(shù)和渦流比定義凸輪形線定義進氣管、渦流閥定義燃燒室定義增壓器定義ECU控制策略定義以發(fā)動機外特性、萬有特性、排放目標最為基本條件，對發(fā)動機燃燒相關(guān)硬件系統(tǒng)、控制系統(tǒng)進行驗證和調(diào)整發(fā)動機試驗驗證平臺燃燒開發(fā)裝備高動態(tài)電力測功控制系統(tǒng)燃燒分析儀共軌燃油系統(tǒng)能夠試驗臺氣道試驗臺發(fā)動機試驗驗證平臺機械開發(fā)驗證試驗

?

潤滑功能試驗

?冷卻功能試驗

?

超速試驗?

熱拉和冷拉缸試驗

?

附件驅(qū)動系統(tǒng)試驗?氣門驅(qū)動系統(tǒng)試驗?機油稀釋試驗?NVH試驗?200小時耐久試驗 ?

150小時耐久試驗

?300小時熱沖擊試驗?800小時耐久試驗

?1200小時瞬態(tài)道路發(fā)動機試驗驗證平臺機械開發(fā)試驗裝備冷態(tài)試驗倉機械開發(fā)開發(fā)試驗臺長軸-整車進、排氣系統(tǒng)測試室常規(guī)和深度熱沖擊耐久試驗室共軌壓力及壓力控制器標定；噴油器ET標定；提前角及預(yù)噴的標定；扭矩—油量轉(zhuǎn)換標定發(fā)動機部分負荷優(yōu)化及排放工況標定發(fā)動機冷起動標定煙度限制、熱保護、機械扭矩限值；空氣系統(tǒng)標定；后處理系統(tǒng)標定整車應(yīng)用匹配開發(fā)平臺發(fā)動機標定整車應(yīng)用匹配開發(fā)平臺整車標定低壓供油系統(tǒng)匹配；整車線束、電氣、儀表信號匹配；整車駕駛性標定；空氣系統(tǒng)及EGR瞬態(tài)響應(yīng)標定；排放及煙度限值的標定；發(fā)動機高低怠速、零油量、各缸均勻性標定；發(fā)動機保護功能標定；道路載荷驗證；高寒、高熱、高原適應(yīng)性標定；故障診斷標定；排放性能——配車實際轉(zhuǎn)轂排放技術(shù)水平輕型車轉(zhuǎn)轂排放試驗屬于國家強制性排放標準GB18352規(guī)定的工況循環(huán)試驗，整車在規(guī)定環(huán)境條件下靜置12小時后，從起動開始進行尾氣成分測量。整車應(yīng)用匹配開發(fā)平臺整車標定吐魯番，高溫環(huán)境黑河，-30度低溫環(huán)境4100m，高原環(huán)境整車高溫、高寒、高原環(huán)境驗證，以及在相應(yīng)環(huán)境下的適應(yīng)性標定，使整車能夠適應(yīng)各種極端環(huán)境的應(yīng)用。整車應(yīng)用匹配開發(fā)平臺整車標定整車應(yīng)用匹配開發(fā)平臺應(yīng)用開發(fā)裝備動力總成試驗臺；整車轉(zhuǎn)鼓CVS排放分析系統(tǒng)整車環(huán)境試驗倉NVH測試儀器標定工具發(fā)動機動力性、經(jīng)濟性、排放特性隨著海拔的升高在不斷下降；在開發(fā)過程中，排放控制策略基本是針對500m以下海拔高度確定的，超過這個高度，主要考慮的是發(fā)動機的動力性、經(jīng)濟性和駕駛性能。OBD檢測功能通常也只在1000米范圍內(nèi)工作?，F(xiàn)代發(fā)動機都使用電控系統(tǒng)，根據(jù)環(huán)境海拔進行排放特性控制是非常成熟的功能，對于中國2/3國土平均海拔超過1000米的情況，如何開發(fā)適應(yīng)高原狀況的發(fā)動機，滿足排放，同時兼顧動力性和經(jīng)濟性。發(fā)動機高原試驗平臺高原試驗平臺在較為適中的2000米海(昆明)拔狀況建立，具備發(fā)動機整機臺架性能、排放測試系統(tǒng)，同時也具有輕型車和重型車轉(zhuǎn)鼓，開展發(fā)動機和整車的高原性能特性和排放特性研究、認證。發(fā)動機高原試驗平臺試驗臺架云南(元江——香格里拉)“三高”立體整車標定試驗場可以大大縮短標定周期；云南(元江——香格里拉)“三高”立體整車標定試驗場可以大降低標定成本。香格里拉兼具高寒和高原的特點，即同時具備黑河的高寒和格爾木的高原特征，完全滿足汽車高寒和高原標定及其他性能試驗；標定路線上眾多的長坡道，可以及時地檢驗整車的熱平衡性能及爬坡能力；在長度為800多公里的試驗道路上，海拔從300米連續(xù)變化到4000多米，可以完成不同海拔的精細標定。發(fā)動機高原試驗平臺道路驗證試驗生產(chǎn)過程及質(zhì)量控制平臺自動化的生產(chǎn)流水線裝備，在保證生產(chǎn)產(chǎn)品一致性的情況下，極大的提高生產(chǎn)效率，是改善企業(yè)生產(chǎn)過程控制的基礎(chǔ)條件。生產(chǎn)過程及質(zhì)量控制平臺制造裝備

臥式加工中心立式加工中心氣門室罩蓋螺栓全自動擰緊機天燃氣熔化爐在線整機泄漏檢測曲軸軸向間隙、回轉(zhuǎn)力矩、活塞突出量檢測計量型三坐標測量機丹青螺紋綜合掃描儀圓柱度儀曲軸凸輪軸綜合測量儀生產(chǎn)過程及質(zhì)量控制平臺品質(zhì)保證精密測量裝備，保證零部件重要特性得以控制：

（1）特殊幾何尺寸、形位公差測量（2）工裝的精密測量

（3）專用量檢具校準理化試驗設(shè)備保證過程檢驗和分析：（1）對材料進行化學成分檢驗、機械性能試驗和和金相檢驗（2）失效分析

（3）無損檢測

（4）專項試驗：如曲軸疲勞試驗及鹽霧試驗等德國徠卡智能數(shù)字式金相顯微鏡德國碳硫分析儀日本掃描電子顯微鏡生產(chǎn)過程及質(zhì)量控制平臺品質(zhì)保證發(fā)動機排放一致性出廠平臺通常情況下，發(fā)動機出廠試驗分為兩種，在裝配線的冷試臺架和裝配線末段的熱試臺架。冷試臺架以變頻電機的冷態(tài)拖動測試；二熱試臺架進行發(fā)動機點火后的熱機磨合和測試。冷試臺架和熱試臺架分開進行，各自完成不通的測試驗證功能，對生產(chǎn)投入成本較高。同時對當前日益提高的發(fā)動機排放一致性出廠的保證也逐漸顯現(xiàn)不足。如何在不增加過多生產(chǎn)投入的情況下實現(xiàn)對發(fā)動機及排放一致性的控制，成為發(fā)動機生產(chǎn)制造商的一個新課題！。發(fā)動機排放一致性出廠平臺發(fā)動機排放一致性出廠平臺

隨著新型交流電力測功機的普及應(yīng)用，技術(shù)成熟度不斷提高，同時原來較高的電力測功機價格不斷下降，使得電力測功機在發(fā)動機出廠試驗的應(yīng)用可以得到實施。電力測功機系統(tǒng)具有的優(yōu)勢：交流電動機變頻調(diào)整控制由高動態(tài)性能的矢量控制與直接轉(zhuǎn)矩控制實現(xiàn)?；谒南笙捱\行的傳動，為實現(xiàn)變頻器再生能量向電網(wǎng)回饋和節(jié)省能量，網(wǎng)側(cè)變流器為可逆變流器。發(fā)動機排放一致性出廠平臺

結(jié)合交流電力測試系統(tǒng)的特性，可以實現(xiàn)發(fā)動機冷試臺架和熱試臺架的完全結(jié)合。使用一個臺架測試系統(tǒng)同時完成冷試功能和熱試功能。同時利用交流電力測功機的瞬態(tài)和動態(tài)特性可以實現(xiàn)對發(fā)動機出廠的動態(tài)和瞬態(tài)測試，使得出廠試驗規(guī)范更加接近于排放生產(chǎn)一致性控制的實際狀況。

結(jié)合臺架測控系統(tǒng)的傳感器技術(shù)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、分析系統(tǒng)可以實現(xiàn)在冷態(tài)和熱態(tài)情況下對零部件在發(fā)動機的功能和性能測試，更加能夠從零部件性能、功能，到發(fā)動機整機性能、功能的保證。在測試設(shè)備上還可以添加多組分氣體分析儀和煙度測試系統(tǒng)在質(zhì)量抽檢中進一步對尾氣排放實施監(jiān)控飛輪脈沖信號扭矩信號瞬態(tài)轉(zhuǎn)速扭矩采樣FFT變換數(shù)字濾波抽取上止點及信號特征由數(shù)據(jù)庫樣本判斷故障通過瞬態(tài)轉(zhuǎn)速扭矩對柴油機裝配質(zhì)量進行評定