0　概述

目前常利用软件模拟计算或试验测试研究发动机特性对整车循环工况的影响。计算用较成熟和应用较广泛的商业软件有GT-Drive和Cruise等。上述软件的计算均建立在车辆底盘参数和发动机万有特性基础上，计算时可设定离合器动作和换挡规律等，但计算所用的发动机万有特性却是稳态测量所得[1]。就发动机瞬态特性而言，以燃油供给为例，无论是电控或机械式燃油供给系统，在变工况时发动机所途经的所有工况点燃油供给量与稳态时完全不同，所以用发动机的稳态特性计算变工况整车性能具有“先天性缺陷”。针对这一问题，可以通过试验研究和改进发动机瞬态特性，以求改善整车动力性和降低整车循环工况百公油耗[2]。研究在测试和分析原机瞬态特性的基础上[3]，针对变工况时暴露的燃油供给和混合气形成不良等瞬态问题，对主要影响因素的结构和关键参数进行了改进，并对发动机动态控制参数重新标定后，使原机变工况过程中的诸多不足得到了改善。

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1　稳态工况和变工况参数

通常研究重点关注的是发动机台架稳态特性，且在计算整车性能时也采用发动机稳态数据。这对于计算等速百公里油耗是有效的，但计算循环工况时因发动机转速和负荷随之频繁改变，计算结果将出现较大的偏差。因发动机性能标定时除稳态特性外，还需要考虑起动、暖机、加减速、超怠速等特殊工况的控制算法和策略，而变工况的控制参数在发动机万有特性上并没有体现，若用以计算整车循环工况特性难免会导致计算结果不准确。

2　循环工况下的发动机性能测试

研究选取一款国产单缸汽油机摩托车，整车循环工况试验均按照标准测试要求进行[4]。循环工况依照摩托车新欧洲行驶循环(NEDC，国Ⅳ排放考核标准循环)工况进行，图1为试验循环工况曲线。

  

图1　摩托车NEDC循环工况

整车试验中规定了换挡规则[5]，数据采集除整车速度、挡位、耗油量等，还包括发动机转速和油门开度随时间变化的瞬态参数[6-7]。

试验用摩托车及发动机参数见表1和表2。

 

表1　试验车基本参数

  

项目参数长/mm×宽/mm×高/mm1990×800×1080整备质量/kg139.2轴距/mm1335空气阻力系数0.73滚动阻力系数0.014车辆的迎风面积/m20.82前轮半径/mm292后轮半径/mm303

 

表2　试验用发动机基本参数

  

项目参数原机改进后发动机型式单缸4冲程2气门发动机排量/mL180.7缸径/mm×行程/mm63×58压缩比(原机/改进后)9.210.3标定功率(原机/改进后)/kW12.7613.72冷却方式风冷燃料供给方式电控气道内喷射燃油种类93#汽油

发动机台架测试在动态测功机上进行，试验中依据循环工况下发动机转速和油门开度的瞬态变化规律，结合测功机负载调控，重现了对应整车循环工况的发动机运转情况。台架上发动机瞬态控制参数与整车循环工况的对应同步关系见图2。

  

图2　循环工况与发动机运行参数

3　原机瞬态特性分析及改进

3.1　原机瞬态特性分析

循环工况总历时1 200 s，为方便分析，将曲线分段放大。循环开始0—180 s曲线见图3。为避免停止采集影响测量数据的真实性，研究中采集的数据范围均适当扩大。

  

图3　循环工况0—180 s发动机数据曲线

如图3(a)所示，过量空气系数λ剧烈波动，平均值约为0.96，说明混合气供给总体偏浓。在80—160 s区间平均指示压力的均值不到0.4 MPa情况下，节气门平均开度达18%。说明变工况时不仅混合气较浓，而且转矩的维持主要是靠增加充量来实现[8]。λ的动态频响效应有很大关系，如：实际混合气浓度的改变若滞后于调整速度，则混合气的控制将忽浓忽稀交替变化，其波动幅度受滞后程度的影响。偏浓的混合气加上节气门开度偏大，间接反映出发动机的热-功转换效果欠佳。针对上述问题，既要对燃油补偿量进行修正，还要加快混合气形成的速度和组织好缸内的燃烧过程，使其快速、正时、完全地燃烧，以稳定工作过程和提高发动机指示热效率。

整个循环工况中，发动机在低速工作时普遍存在混合气浓度不稳定现象，此时平均指示压力的波动趋势与之相仿。分析可知，过量空气系数的波动是导致转矩和转速大幅度波动的主要原因之一。这一现象在循环工况的261—403 s区间的表现较为典型，见图4。针对上述问题，需要改善低速低负荷时燃油供给系统的主要参数和气流特性等，如喷油规律、喷射时间、喷射方向、喷射锥角、贯穿度、粒径等，同时需要完善气流的组织与混合过程等，以提升燃料供给的控制稳定性。

  

图4　循环工况261—403 s发动机数据曲线

在循环过程中除怠速工况外，泵气损失压力均变化不大，说明此时泵气损失产生的主要原因是进排气系统阻力[9]；而怠速时泵气损失压力出现了剧烈的波动，说明主要影响因素与循环变动有关。此现象在循环工况475—600 s区间表现明显，见图5。

对比发现，细胞的形态在发生微弱的变化，神经网络输出的掩模也随着细胞形态的变化作出了相应的调整，证明了模型的稳定性.以图9(a)中红框标注的两个细胞为分析对象，分别分析细胞相对面积即细胞覆盖的像素个数的变化曲线，以及细胞的平均相位即相位值求和后对像素个数求平均的变化曲线.其中，每隔1 s取出一幅全息图进行分析.从图10可以看出，细胞的大小逐渐减小，细胞的平均相位逐渐增大，最后都趋于一个常数.这是由于加药后细胞逐渐失去活性，在这个过程中细胞变小变厚，脱水死亡后细胞形态保持不变.实验数据表明本文所提方法可以很好地用于动态细胞的显微观察，丰富生物学上的分析.

  

图5　循环工况475—600 s发动机数据曲线

图5(a)中，515—530 s和545—555 s区间，明显是节气门关闭时的怠速工况，而图5(b)中对应区间的泵气损失压力曲线剧烈波动，导致发动机转速也产生很大波动(图5(a))，此时的过量空气系数并未发生很大的改变，平均值分别在0.95和0.90左右。由此分析此时产生燃烧变动的主要原因是突然关闭节气门时所导致的实际混合气过浓、油气混合不良、失火等，只有消除导致燃烧不稳定的因素，才可能使发动机怠速时迅速稳定。

在整个循环过程中，发动机的工作稳定性都不理想，其中最具代表性的是循环工况后期600—1 200 s，见图6。

MA X, LIU Y J, YUAN J L, et al.Experimental study on combustion law of gasoline engine under transient conditions[J]. Small Internal Combustion Engine and Motorcycle, 2015,44(5)：17-20.

  

图6　循环工况600—1 200 s发动机数据曲线

[6]　马玺，刘义佳，袁军亮，等.汽油发动机瞬态工况燃烧规律的试验研究[J].小型内燃机与摩托车，2015,44(5)：17-20.

3.2　提高瞬态响应性的措施

针对前文中分析的问题，分别对原机的进气系统、燃油供给系统、燃烧室等影响发动机瞬态特性的主要参数和结构进行了改进[11]。

(8)五河尾闾区水系复杂,地势平坦,泥沙淤塞河道、水流不畅现象依然存在。除信江尾闾貊皮岭分洪道已实施,其他已纳入规划的尾闾河道和湖区洪道整治一直未进行更深的研究,五河尾闾疏浚工程也于2005年后停止实施。

⑤施工期水生生物受干扰度。施工过程临时改变水流条件，增加河道含沙量，对水生生物造成一定影响的，应尽量减少其影响程度和影响时间，尤其是某些生物可能在特殊时期具有特殊生活条件需求的，施工时应考虑予以避让。

喷嘴安装位置、角度、喷射特性等都要适应变工况的瞬态需求。由于摩托车内空间狭小，原机选择了喷嘴安装在节气门体上的结构，喷管位于节气门后约2 cm 处，见图7(a)。由图可见，燃油喷嘴所在位置距离节气门太近且喷管角度几乎垂直于气流，喷射时大部分燃油喷涂在节气门体的壁面上。此时燃油供给比与缸内实际混合气浓度有较大的差异(因燃油需要从壁面蒸发后与空气混合才进入气缸)，所以变工况时缸内的混合气变化始终滞后于燃油喷射的调节，导致了过量空气系数的波动。改进后将喷嘴移至进气管后端，并且呈一定角度，在进气门开启时顺流喷射，尽可能减少喷雾着壁。

  

图7　改进前后喷嘴安装位置及角度

原机喷嘴位置和角度不当是问题之一。委托无锡油泵油嘴研究所分别对原机采用的0.61 mm、2孔喷嘴和和换型后的0.18 mm、6孔喷嘴在300 kPa压力下进行了测试。数据显示，原喷嘴贯穿度大而粒径分布差，从而更加大了燃油着壁的数量，见图8和图9。由于燃油喷雾的改善使不良燃烧减少，所以在同等输出情况下，可以适当减少油量供给，从而降低燃油消耗。经调试和试验测定，循环工况内燃油供给量由0.530 L减至0.438 L。

糖尿病是一种高发病率和死亡率的疾病[1]。我国糖尿病的发病率为9.7%～11.6%，患病人数居各国之首[2]。如果高糖状态得不到有效控制会引发视网膜病变、肾病、酮症酸中毒等慢性并发症，严重威胁人类的生命安全。因此探寻有效的降糖方法是当今医学界研究的热点。

  

图8　不同喷嘴喷雾特性比较

(3) 发动机瞬态工况的微小改善，对整车循环工况百公里油耗可产生较大的影响。

  

图9　不同喷嘴喷雾粒径分布对比

  

图10　进气道改进前后对比

[3]　李西秦，黎苏.汽油机瞬态工况仿真与试验[J].汽车工程，2014,36(2):155-158.

  

图11　改进前后的气门升程曲线

为了实现快速燃烧，对燃烧室进行了较大的改动，见图12。将压缩比由原来的9.2增大到10.3，将燃烧室大部分容积集中在燃烧室的中心部位，并设置了双火花塞，进一步提高放热速率[12]和减少失火，降低循环变动。

  

图12　改进前后的燃烧室

针对发动机循环变动，由于改进后提高了压缩比加强了进气滚流，且采用双火花塞点火，所以怠速和低负荷时可以采用比原机稀的混合气，燃料可获得更多氧，燃烧更加及时和完全，后燃明显减少。配合改进后的喷雾及气流效果，解决了工作过程不稳定和循环变动的问题。

根据新的压缩比、混合气浓度、燃烧室形状、气流运动等情况，重新标定了稳态和瞬态的点火提前角使其与新的工作过程匹配，从而获得更好的燃烧效果。

阿贝折射仪测定饮料的可溶性固形物的含量[10];p H计测定饮料的p H值;苯酚硫酸法测定饮料中多糖含量[1 1],2,6-二氯靛酚-紫外分光光度法测定饮料中维生素C的含量[1 2],三氯化铝显色法测定饮料中总黄酮[1 3]的含量。

改进后的发动机综合性能得到了明显的改善。本研究虽然主要针对发动机的瞬态特性，但同时发动机的稳态特性也得到了一定程度的改善，文中暂不讨论发动机稳态特性内容。

3.3　改进后的发动机瞬态特性验证

改进后发动机瞬态特性克服了前文中涉及的诸多问题，获得有益效果如下。

(2) 将燃油供给、气流运动、燃烧室形状和点火时刻等综合因素视为一个系统进行研究，对改善发动机瞬态特性具有更大的意义。

2)化学疏花疏果。采用西维因600～1 200倍液，在花后1～3周喷洒，对疏除部分幼果比较有效。也可在花后2～3周喷萘乙酸2～8毫克/升，或萘乙酰胺5～17毫克/升也有一定的效果。如果把握不好浓度和时间，会影响果实发育，因此要慎用。

  

图13　改进后循环工况前180 s发动机数据曲线

与原机同一时期(图3)相比，过量空气系数波动幅度及波动频率明显降低，且平均值增至1左右。此时的油门开度也明显减小，同在80—160 s、0.4 MPa 区间，平均油门开度由原来的18%降至约10%，可见热-功转换率有所提高。

  

图14　改进后循环工况475 —600 s发动机数据曲线

由于喷油嘴更换和安装布置的改进、凸轮型线的优化、进排气道的优化、燃烧室优化等，使发动机在变工况时的频响效应得到了明显的改善，改进后的475—600 s工况见图14。与原机同时期(图5)相比，除因油门动作所引起的波动外，改进后过量空气系数基本稳定在1左右，且波动明显比原机小。同样的情况也出现在改进后的图15与原机的图4对比中。这充分证明了改进后的发动机混合气浓度控制更加稳定，有效地减小了燃烧变动和发动机转速的波动。

  

图15　改进后循环工况261 —403 s发动机数据曲线

4　改进前后整车变工况性能试验对比

上述分析仅限于台架测试数据，而发动机搭载于整车后的性能改进更值得关注[13-14]。为了验证发动机瞬态特性改善对整车变工况性能的影响，试验对比了整车超越加速性、起步加速性和循环工况油耗[15]。

4.1　超越加速试验对比

测试车用最高挡位，以30 km/h的初速度行驶，达到加速试验区间始点时迅速加速通过此区间，记录车辆通过200 m测试区间所用时间，数据见表3。

 

表3　超越加速试验结果

  

试验对象序号时间/s结果取值改进前112.90212.8912.9改进后112.10212.0812.0

4.2　起步加速试验对比

试验开始时，以最低挡起步，顺次变挡加速，直至最高挡行驶通过试验区间，记录车辆通过200 m测试区间所用时间。试验数据见表4。

 

表4　起步加速试验结果

  

试验对象序号时间/s结果取值改进前111.602211.58311.6改进后110.862211.02810.9

4.3　NEDC百公里油耗试验对比

循环工况百公里油耗试验按照国Ⅳ排放考核循环(NEDC)工况进行，试验结果见表5。

 

表5　循环工况试验结果

  

试验对象序号百公里油耗/L结果取值改进前13.57823.6063.59改进后12.93022.9112.92

试验测得原机搭载整车的循环工况百公里油耗为3.59 L，改进后为2.92 L，循环工况节油率达到了18%。

5　结论

(1) 发动机变工况时的燃油喷射特性和气流特性直接影响混合气质量和混合气形成频响效应，对发动机瞬态工作特性产生很大的影响。

吉首城区交通拥堵状况曾一度遭到市民诟病，车位紧张导致车辆乱停乱放，增加了寻找车位的时间成本和油耗。为有效缓解吉首城区拥堵和停车难的现象，吉首市人民政府没有采用征收交通拥堵费、提高汽油价格、提高停车费和补助公共交通等常规途径，而是双管齐下，在增加社会停车场和路边停车位的同时，建设智慧交通。

改进后的循环过程中，过量空气系数有所增加且波动幅度和波动频率均明显降低，同工况下油门开度明显减小。改进后对应循环工况前180 s曲线见图13。

气流特性直接影响混合气形成和燃烧过程，从降低流动阻力和组织气流运动方面改善气流特性。为此，对进、排气管进行了“光顺处理”，改变进气道的俯冲角度，以减小阻力和加强滚流。改进前后进气道内壁形状对比见图10。

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本文参考了2000国家大地坐标转换的相关理论和方法，结合了仙居县国土资源空间数据转换工作实践，对各环节质量控制方法进行了论述。得出的结论是坐标系转换的质量控制重点在于：一要了解待转数据的技术要求；二要分析待转区域范围大小和地形地貌特点，选择适合项目的转换模型；三要尽可能收集到区域内分布均匀的重合点(高等级控制点)；四要重视解算参数的外业精度校核；五要做好待转数据转换前后的内容质量和精度检查。仙居县国土资源空间数据高质量实现了CGCS2000坐标系转换，转换成果已通过浙江省测绘成果专业质检单位检验，其中确保转换精度质量和数据质量的技术方法和作业经验，可以向其他类似项目推广借鉴。

ZHOU Q Y, ZHANG Y H，DENG Y Q，et al. Heavy ordinary truck study on vehicle running cycle of typical users[J]. Automotive Technology, 2012(3)：39-42.

对原机凸轮型线进行了优化设计，提高时间断面和丰满系数，同时减小气门重叠角，避免废气倒流，将凸轮型线的最大跃度降低到1 000以下，消除了原机高速时的飞脱现象，消除了气门抖动对气流特性的影响。改进前后的气门升程曲线见图11。

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审核管理——地震应急管理员可以对应急信息的审核状况进行管理，如查看所有提交的应急信息、对提交未审核的应急信息进行审核等。

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发动机转速始终处于波动状态，最严重的是在图6中的850—1 050 s区间，转速的波动带宽达到了500 r/min以上，这一现象已不属于循环变动范畴，而是发动机工作稳定性问题。在该发动机上，影响工作稳定性的主要因素是混合气浓度控制和燃烧组织。图6(a)中过量空气系数波动很大，尤其是在变工况时，其波动的幅度远超出了可以接受的范围，必定严重影响燃烧过程[10]。

水污染防治方面，深入实施水污染防治行动计划，扎实推进河长制湖长制，坚持污染减排和生态扩容两手发力，加快工业、农业、生活污染源和水生态系统整治，保障饮用水安全，消除城市黑臭水体，减少污染严重水体和不达标水体。

1) 系统状态矩阵Si。系统在t时刻处在其各个状态的概率组成的向量，矩阵中各个元素的和为1。一般在n维初始向量矩阵Si中，元素S1，n和S1，n-1分别表示经过t时段系统处于FDU与FDD的概率。如“1oo1”系统的其中S1，1元素为系统处在OK状态的概率为λ1，S1，2元素为系统处在FS状态的概率为λ2，S1，3元素为系统处在FDD状态的概率为λ3，S1，4元素为系统处在FDU状态的概率为λ4。

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通过对书签标记方法的应用，设定高中学业水平考试等级，可以有效提高等级标准的科学性与合理性，可行性显著。