動力機械及工程二級學科簡介 

來源:機械工程學院 | 發布時間:2016-10-10 | 瀏覽次數：983  

 

 

 

 

 

一、學科發展情況

 

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展規劃。動力機械及工程碩士點原系1996年批準的內燃機碩士點，主要從事內燃機及車輛相關課題的研究與開發。動力工程領域包括發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動機動力工程為主，圍繞車用發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動機技術、車用發動機設計和電子控制技術等方面，經過多年不解努力，在教學和科研上取得了可喜成績，為學科的發展奠定了堅實基礎。

 

在醇醚代用燃料技術研究方面，根據醇醚燃料的物化特性，進行了車用發動機結構參數優化匹配、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。開展了甲醇在點燃式發動機和壓燃式發動機上的應用研究，先后開發了多款甲醇發動機，并成功應用于甲醇汽車，在省內多條公交線路上運行。在國內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律、以及燃燒和排放特性隨二甲醚比例的變化規律。

 

針對山西省能源和汽車發展特點，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。2008年與山西華頓實業有限公司聯合成立車用替代燃料聯合實驗室、2011年成立山西省清潔燃料研究生教育創新中心，為科學研究和研究生培養提供了有利條件。

 

 

 

二、主要研究方向

 

1. 代用燃料發動機技術研究

 

隨著機動車保有量的迅速增長，以石油產品為燃料的汽車，由于尾氣排放的有害氣體（CO、HC、NOX）、顆粒和燃料的揮發或泄漏，造成空氣質量及生態環境的惡化。另一方面，我國石油資源嚴重短缺，嚴重制約了我國經濟的發展。依據當前緊張的石油資源和我國的煤炭資源情形，開發煤基清潔燃料，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實意義和戰略意義。

 

（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，能夠實現發動機高效、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的磨損，油管存在氣阻和不規則噴射等現象。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，解決燃油噴射系統的潤滑和不規則噴射的問題。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。研究發現：燃用低比例甲醇汽油混合燃料時無需對發動機做任何改裝，可以直接使用，動力性和經濟性有所改善，污染物略有降低；中高比例的甲醇汽油混合燃料需將發動機和油路系統做必要的調整和改裝，基本可以保持原發動機的性能；燃用純甲醇，必須對燃燒和供給系統進行改進和調整，大幅度提高壓縮比，從而提高發動機的動力性和經濟性。

 

（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，在較長的時間內保持穩定，不出現分層現象。燃用低比例的甲醇柴油混合溶液，表明在發動機結構不做任何改變的情況下，發動機的動力性無明顯差異，經濟性略有改善，除HC排放略有升高外，其它排放均有所降低。

 

2. 現代發動機設計技術研究

 

該研究方向側重于車用發動機的整機結構布置、設計開發工作，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了495汽油機、468汽油機以及495甲醇發動機和468甲醇發動機、465Q甲醇發動機等機型，從而開創了國內車用發動機研發的新局面，形成了鮮明的研究特色。2003年多缸點燃式內燃機氣缸蓋和點燃式發動機氣缸蓋獲兩項發明專利，同時獲多項實用新型專利。研究特色：高效率的發動機燃燒技術、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動機先進設計技術。在綜合新型技術在汽車發動機設計方面提出自己獨特的設計理念與方法，為自主知識產權的汽車發動機的研制提供科學基礎。

 

3. 發動機電子控制技術與ECU系統開發

 

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

 

 

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