第三届新型电池正负极材料技术国际论坛评述——高比能量电池及关键电极材料

第三届新型电池正负极材料技术国际论坛于2017年4月12—14日在宁波市举行。会议主要讨论了高能量密度正极材料(镍锰酸锂、高镍三元和富锂层状氧化物正极材料)和负极材料(硅基负极材料和金属锂负极),以及高能量密度电池体系[锂-氧(空气)电池和锂硫电池]的研究工作。     

添加剂对汽油机油耗及排放影响的试验研究

针对汽油机热效率较低的问题,将两种汽油添加剂M1、M2分别以体积分数1‰和2‰添加到汽油中,在发动机试验台架上考察了两种添加剂对发动机油耗率、缸压、瞬时已燃燃料质量分数(MFB)和排放的影响.试验结果表明:加入添加剂后发动机平均油耗率比原机有所降低,加入1‰体积分数M1后发动机平均节油率达到3.41%.添加剂M1的节油效果比M2明显,但当添加量大于2‰时,发动机在高负荷出现爆震.加入该添加剂后发动机缸压峰值升高,缸压和MFB峰值所对应的发动机曲轴转角提前.同时,加入两种添加剂能够改善发动机在中低负荷阶段的HC、CO排放,但NOx排放比原机有所增加.     

混氢汽油机的燃烧及排放特性试验

针对汽油机热效率低、排放高的问题,通过进气混氢降低汽油机的能耗和排放.在一台4缸汽油机上安装一套电控多点顺序气道氢气喷射系统,可实现汽油和氢气在进气道的现场混合.在发动机转速为1 500 r/min及理论当量比条件下,选择混氢体积分数为1%、1.5%、2%、3%的4种不同进气,对混氢汽油机的燃烧与排放特性进行了试验研究.试验结果表明:在混氢体积分数为3%的工况下,与原机相比,发动机制动热效率平均提高了3.23%,缸压峰值的循环变动平均减少了3.18%.随着进气中氢气体积分数的增加,发动机着火滞燃期和燃烧持续期缩短,燃烧峰值压力增加,CO_2与HC排放明显降低,但NO_x与CO排放有所增加.混氢对改善发动机性能效果显著.     

关于发动机循环变动Kantor模型的讨论

为了对Kantor模型进行改进,提出了一个修正的Kantor模型.研究表明,在Kantor模型中忽略的定容放热过程和可变残余废气质量分数可以在很大程度上减小循环变动,然而在Kantor模型中未考虑的来自上一个循环的未燃燃油则明显使下一个循环的循环变动加剧,三者相互作用导致循环变动减弱甚至消失,在合理的参数范围内,没有循环变动出现,只有选取不合理的模型参数,循环变动方出现.即使是Kantor模型,循环变动也只出现在相当极端的模型参数的情况下.     

ニ茂铁改善HCCI发动机高负荷爆震的试验研究

在一台改造过的四缸柴油机上进行均质预混和压燃(HCCI)试验，研究了二茂铁对HCCI发动机高负荷爆震的影响。研究结果表明：二茂铁能够抑制HCCI发动机爆震，扩大发动机负荷范围；0.000 25二茂铁改善爆震、拓宽负荷范围作用较小，随二茂铁质量分数增加到0.000 35和0.000 5，抗爆性能和负荷拓宽能力明显增强，但二茂铁质量分数过高会导致发动机失火可能性增加。0.000 35是发动机转速为1 400 r／min下二茂铁质量分数的最佳参数。     

基于PCA-GABP神经网络的发动机负荷特性预测

针对BP算法存在的不足，本文提出了一种PCA—GABP神经网络方法预测发动机负荷特性，该方法由主成分分析（PCA）和遗传神经网络（GABP）两部分构成，采用PCA技术减少网络输入变量、精简网络结构、提高学习效率；GABP算法采用局部改进遗传算法优化神经网络权值，并采用自适应学习速率动量梯度下降算法对神经网络进行训练。预测结果表明该方法在准确性和收敛性方面都优于BP算法。     

转子发动机径向密封片的研究综述

径向密封片作为转子发动机最重要的密封部件,安装在转子的三个顶点,径向密封片直接暴露在高温高压燃气中,存在振拍、漏气和磨损三大关键问题,这些问题会导致称为“魔鬼爪痕”的缸体振纹的出现,这些问题直接影响转子发动机的工作性能和使用寿命。NSU、Mazda等公司对径向密封片的发展做出巨大,开发了多种型号径向密封片并采用了多种材料。随着材料技术的发展,一些新型材料与表面处理工艺可以应用于径向密封片,例如:碳纤维、石墨烯等纳米材料,激光表面处理、新型涂层等工艺。本文综述了NSU、Mazda和Curtiss-Wright在径向密封片上取得的成果,最后结合新型结构、新型材料与处理工艺,对径向密封片的未来发展提出建议。      

三元18650电池低温放电特性的实验研究

为研究三元材料锂离子电池的低温性能,以国内某公司生产的三元材料2.6 A·h单体电池以及自制的23.4 A·h电池模组为研究对象,对不同放电倍率下三元材料锂离子电池放电电压、放电容量及温度等特性进行了研究.研究结果表明,当环境温度为-20℃时,单体和模组的放电端电压曲线呈非线性变化;单体电池的放电容量随放电倍率的增大而减小,电池模组的放电容量随放电倍率的增大而增大;电池放电倍率越大,电池的发热量越大,电池的温升越高,同一倍率下,电池模组中心电池的温升是单体电池温升的2.6倍.     

气波增压柴油机排气管设计与实验

柴油机采用气波增压可有效降低NOx和烟度排放，匹配气波增压器的柴油机需重新设计排气管，除满足安装要求外，就是要保证进入气波增压器的排气压力稳定。设计侧向和中央出口渐扩式排气管，基于三维设计软件CATIA对这2种管进行几何建模及结构分析，确定满足气波增压要求的排气管结构，然后再基于流动分析软件ANSYS对这些试验管进行流动分析，综合考虑确定性能较好的排气管，加工出该管并进行台架实验。实验结果表明：采用该排气管的气波增压柴油机的动力和排放性能，在低转速下优于原机；在中等转速下接近原机；在高转速下比原机差。     

Evaluation and Control of Cyclic Variation in Spark Ignited Engines by a Thermodynamic Model

An evaluation method of engine cyclic variation is proposed based on fuzzy mathematics concept. The degree of engine cyclic variation is divided into 4 levels: stable, slight variation, moderate variation and serious variation based on the statistic standard deviation of residual gas temperatures within the specified simulation cycles and the function of cyclic variation is also inducted for the cyclic variation control. Because the degree of engine cyclic variation can be estimated qualitatively, the effective control means can be applied to appease the undesired cyclic variation. Simulation result shows that for a very serious cyclic variation through the proper adjustment of the spark angle and the cyclic variation will disappear.