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(xì)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(biāo)定發(fā)動機耐久試驗驗證車輛和動力總成匹配車輛標(biāo)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(jì)性、噪聲、振動、排放開發(fā)目標(biāo)。同時考慮目標(biāo)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(xì)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(jìn)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(jìn)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(biāo)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(jìn)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(jìn)、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(biāo)定；噴油器ET標(biāo)定；提前角及預(yù)噴的標(biāo)定；扭矩—油量轉(zhuǎn)換標(biāo)定發(fā)動機部分負(fù)荷優(yōu)化及排放工況標(biāo)定發(fā)動機冷起動標(biāo)定煙度限制、熱保護(hù)、機械扭矩限值；空氣系統(tǒng)標(biāo)定；后處理系統(tǒng)標(biāo)定整車應(yīng)用匹配開發(fā)平臺發(fā)動機標(biāo)定整車應(yīng)用匹配開發(fā)平臺整車標(biāo)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(biāo)定；空氣系統(tǒng)及EGR瞬態(tài)響應(yīng)標(biāo)定；排放及煙度限值的標(biāo)定；發(fā)動機高低怠速、零油量、各缸均勻性標(biāo)定；發(fā)動機保護(hù)功能標(biāo)定；道路載荷驗證；高寒、高熱、高原適應(yīng)性標(biāo)定；故障診斷標(biāo)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(biāo)準(zhǔn)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(jìn)行尾氣成分測量。整車應(yīng)用匹配開發(fā)平臺整車標(biāo)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(biāo)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(biāo)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(biāo)定工具發(fā)動機動力性、經(jīng)濟(jì)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(jì)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(jìn)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(jì)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(rèn)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(biāo)定試驗場可以大大縮短標(biāo)定周期；云南(元江——香格里拉)“三高”立體整車標(biāo)定試驗場可以大降低標(biāo)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(biāo)定及其他性能試驗；標(biāo)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(xì)標(biāo)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?xì)馊刍癄t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(biāo)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(zhǔn)理化試驗設(shè)備保證過程檢驗和分析：（1）對材料進(jìn)行化學(xué)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(jìn)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(jìn)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(dāng)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)。基于四象限運行的傳動，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(jìn)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(jìn)行評定