動力機械及工程二級學科簡介 

來源:機械工程學院 | 發(fā)布時間:2016-10-10 | 瀏覽次數(shù)：983  

 

 

 

 

 

一、學科發(fā)展情況

 

l 1996年獲得動力機械及工程的碩士學位授予權

 

l 2002年獲得動力工程領域工程碩士研究生招生資格

 

動力機械及工程二級學科隸屬于動力工程及工程熱物理一級學科，依托我院車輛工程系進行學科建設和發(fā)展規(guī)劃。動力機械及工程碩士點原系1996年批準的內(nèi)燃機碩士點，主要從事內(nèi)燃機及車輛相關課題的研究與開發(fā)。動力工程領域包括發(fā)動機動力工程和熱能動力工程兩個方向，我院動力工程領域以發(fā)動機動力工程為主，圍繞車用發(fā)動機的工程問題和先進技術方法進行研究。

 

本學科目前的研究主要集中在代用燃料發(fā)動機技術、車用發(fā)動機設計和電子控制技術等方面，經(jīng)過多年不解努力，在教學和科研上取得了可喜成績，為學科的發(fā)展奠定了堅實基礎。

 

在醇醚代用燃料技術研究方面，根據(jù)醇醚燃料的物化特性，進行了車用發(fā)動機結構參數(shù)優(yōu)化匹配、燃燒及排放特性的實驗研究，為醇醚燃料的推廣應用提供了理論依據(jù)。開展了甲醇在點燃式發(fā)動機和壓燃式發(fā)動機上的應用研究，先后開發(fā)了多款甲醇發(fā)動機，并成功應用于甲醇汽車，在省內(nèi)多條公交線路上運行。在國內(nèi)首次進行二甲醚與柴油混合燃料的實驗研究，得出了二甲醚與柴油的互溶規(guī)律、以及燃燒和排放特性隨二甲醚比例的變化規(guī)律。

 

針對山西省能源和汽車發(fā)展特點，近年來開展了天然氣、煤層氣和煤制油等代用燃料的特性和應用技術研究，為推廣煤基燃料提供了理論和實驗依據(jù)。2008年與山西華頓實業(yè)有限公司聯(lián)合成立車用替代燃料聯(lián)合實驗室、2011年成立山西省清潔燃料研究生教育創(chuàng)新中心，為科學研究和研究生培養(yǎng)提供了有利條件。

 

 

 

二、主要研究方向

 

1. 代用燃料發(fā)動機技術研究

 

隨著機動車保有量的迅速增長，以石油產(chǎn)品為燃料的汽車，由于尾氣排放的有害氣體（CO、HC、NOX）、顆粒和燃料的揮發(fā)或泄漏，造成空氣質量及生態(tài)環(huán)境的惡化。另一方面，我國石油資源嚴重短缺，嚴重制約了我國經(jīng)濟的發(fā)展。依據(jù)當前緊張的石油資源和我國的煤炭資源情形，開發(fā)煤基清潔燃料，研究如何科學地利用煤基燃料代用石油基燃料，對緩解能源緊張，減少汽車尾氣排放導致的大氣污染，都有著十分重要的現(xiàn)實意義和戰(zhàn)略意義。

 

（1）二甲醚在柴油機的應用研究：二甲醚是近年來新興的柴油機清潔代用燃料，能夠實現(xiàn)發(fā)動機高效、超低排放、柔和無煙燃燒。但二甲醚的粘度、密度、熱值均較低，而飽和蒸汽壓高、壓縮性大，造成了燃油噴射系統(tǒng)的磨損，油管存在氣阻和不規(guī)則噴射等現(xiàn)象。針對這些問題，提出在二甲醚中摻入一定比例的柴油，提高二甲醚的粘度和彈性模量，解決燃油噴射系統(tǒng)的潤滑和不規(guī)則噴射的問題。通過對低壓油路增壓和增加噴油泵的噴油量，解決二甲醚飽和蒸汽壓高和熱值低的問題。

 

（2）甲醇在汽油機的應用研究：甲醇燃燒能力強，抗爆性能好。研究發(fā)現(xiàn)：燃用低比例甲醇汽油混合燃料時無需對發(fā)動機做任何改裝，可以直接使用，動力性和經(jīng)濟性有所改善，污染物略有降低；中高比例的甲醇汽油混合燃料需將發(fā)動機和油路系統(tǒng)做必要的調(diào)整和改裝，基本可以保持原發(fā)動機的性能；燃用純甲醇，必須對燃燒和供給系統(tǒng)進行改進和調(diào)整，大幅度提高壓縮比，從而提高發(fā)動機的動力性和經(jīng)濟性。

 

（3）甲醇在柴油機的應用研究：通過乳化的方法，選用助溶劑使甲醇和柴油互溶，形成均勻的混合溶液，在較長的時間內(nèi)保持穩(wěn)定，不出現(xiàn)分層現(xiàn)象。燃用低比例的甲醇柴油混合溶液，表明在發(fā)動機結構不做任何改變的情況下，發(fā)動機的動力性無明顯差異，經(jīng)濟性略有改善，除HC排放略有升高外，其它排放均有所降低。

 

2. 現(xiàn)代發(fā)動機設計技術研究

 

該研究方向側重于車用發(fā)動機的整機結構布置、設計開發(fā)工作，主要包括四氣門氣缸蓋、活塞輕量化設計、氣道設計、正時傳動等技術。本研究方向先后成功設計試制并生產(chǎn)了495汽油機、468汽油機以及495甲醇發(fā)動機和468甲醇發(fā)動機、465Q甲醇發(fā)動機等機型，從而開創(chuàng)了國內(nèi)車用發(fā)動機研發(fā)的新局面，形成了鮮明的研究特色。2003年多缸點燃式內(nèi)燃機氣缸蓋和點燃式發(fā)動機氣缸蓋獲兩項發(fā)明專利，同時獲多項實用新型專利。研究特色：高效率的發(fā)動機燃燒技術、高充氣效率的進氣道設計，DOHC四氣門氣缸蓋結構設計等車用發(fā)動機先進設計技術。在綜合新型技術在汽車發(fā)動機設計方面提出自己獨特的設計理念與方法，為自主知識產(chǎn)權的汽車發(fā)動機的研制提供科學基礎。

 

3. 發(fā)動機電子控制技術與ECU系統(tǒng)開發(fā)

 

該研究方向主要從事車用發(fā)動機燃料供給系統(tǒng)、發(fā)動機控制系統(tǒng)的軟硬件設計與開發(fā)、發(fā)動機狀態(tài)檢測與故障診斷、電控系統(tǒng)控制算法及先進控制理論和技術在電控發(fā)動機上的應用研究。該研究方向的重點是結合代用燃料發(fā)動機的研究方向，將電控技術應用到醇醚代用燃料發(fā)動機上。研究特色：針對車輛發(fā)動機這種高度非線性系統(tǒng)，提出了將模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡、預測控制等先進智能控制策略應用于發(fā)動機控制和故障診斷中，并在此基礎上開發(fā)車用發(fā)動機ECU系統(tǒng)。

 

 

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