動(dòng)力機(jī)械及工程二級(jí)學(xué)科簡(jiǎn)介 

來源:機(jī)械工程學(xué)院 | 發(fā)布時(shí)間:2016-10-10 | 瀏覽次數(shù)：983  

 

 

 

 

 

一、學(xué)科發(fā)展情況

 

l 1996年獲得動(dòng)力機(jī)械及工程的碩士學(xué)位授予權(quán)

 

l 2002年獲得動(dòng)力工程領(lǐng)域工程碩士研究生招生資格

 

動(dòng)力機(jī)械及工程二級(jí)學(xué)科隸屬于動(dòng)力工程及工程熱物理一級(jí)學(xué)科，依托我院車輛工程系進(jìn)行學(xué)科建設(shè)和發(fā)展規(guī)劃。動(dòng)力機(jī)械及工程碩士點(diǎn)原系1996年批準(zhǔn)的內(nèi)燃機(jī)碩士點(diǎn)，主要從事內(nèi)燃機(jī)及車輛相關(guān)課題的研究與開發(fā)。動(dòng)力工程領(lǐng)域包括發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力工程和熱能動(dòng)力工程兩個(gè)方向，我院動(dòng)力工程領(lǐng)域以發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力工程為主，圍繞車用發(fā)動(dòng)機(jī)的工程問題和先進(jìn)技術(shù)方法進(jìn)行研究。

 

本學(xué)科目前的研究主要集中在代用燃料發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)、車用發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)和電子控制技術(shù)等方面，經(jīng)過多年不解努力，在教學(xué)和科研上取得了可喜成績(jī)，為學(xué)科的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

 

在醇醚代用燃料技術(shù)研究方面，根據(jù)醇醚燃料的物化特性，進(jìn)行了車用發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化匹配、燃燒及排放特性的實(shí)驗(yàn)研究，為醇醚燃料的推廣應(yīng)用提供了理論依據(jù)。開展了甲醇在點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)和壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用研究，先后開發(fā)了多款甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)，并成功應(yīng)用于甲醇汽車，在省內(nèi)多條公交線路上運(yùn)行。在國(guó)內(nèi)首次進(jìn)行二甲醚與柴油混合燃料的實(shí)驗(yàn)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(duì)山西省能源和汽車發(fā)展特點(diǎn)，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(yīng)用技術(shù)研究，為推廣煤基燃料提供了理論和實(shí)驗(yàn)依據(jù)。2008年與山西華頓實(shí)業(yè)有限公司聯(lián)合成立車用替代燃料聯(lián)合實(shí)驗(yàn)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(xué)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(dòng)機(jī)技術(shù)研究

 

隨著機(jī)動(dòng)車保有量的迅速增長(zhǎng)，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(zhì)量及生態(tài)環(huán)境的惡化。另一方面，我國(guó)石油資源嚴(yán)重短缺，嚴(yán)重制約了我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。依據(jù)當(dāng)前緊張的石油資源和我國(guó)的煤炭資源情形，開發(fā)煤基清潔燃料，研究如何科學(xué)地利用煤基燃料代用石油基燃料，對(duì)緩解能源緊張，減少汽車尾氣排放導(dǎo)致的大氣污染，都有著十分重要的現(xiàn)實(shí)意義和戰(zhàn)略意義。

 

（1）二甲醚在柴油機(jī)的應(yīng)用研究：二甲醚是近年來新興的柴油機(jī)清潔代用燃料，能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)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(duì)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(rùn)滑和不規(guī)則噴射的問題。通過對(duì)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(jī)的應(yīng)用研究：甲醇燃燒能力強(qiáng)，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(shí)無需對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)做任何改裝，可以直接使用，動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)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(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)的性能；燃用純甲醇，必須對(duì)燃燒和供給系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)和調(diào)整，大幅度提高壓縮比，從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性。

 

（3）甲醇在柴油機(jī)的應(yīng)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(zhǎng)的時(shí)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(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)不做任何改變的情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性無明顯差異，經(jīng)濟(jì)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(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)研究

 

該研究方向側(cè)重于車用發(fā)動(dòng)機(jī)的整機(jī)結(jié)構(gòu)布置、設(shè)計(jì)開發(fā)工作，主要包括四氣門氣缸蓋、活塞輕量化設(shè)計(jì)、氣道設(shè)計(jì)、正時(shí)傳動(dòng)等技術(shù)。本研究方向先后成功設(shè)計(jì)試制并生產(chǎn)了495汽油機(jī)、468汽油機(jī)以及495甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)和468甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)、465Q甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)等機(jī)型，從而開創(chuàng)了國(guó)內(nèi)車用發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)的新局面，形成了鮮明的研究特色。2003年多缸點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)氣缸蓋和點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸蓋獲兩項(xiàng)發(fā)明專利，同時(shí)獲多項(xiàng)實(shí)用新型專利。研究特色：高效率的發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒技術(shù)、高充氣效率的進(jìn)氣道設(shè)計(jì)，DOHC四氣門氣缸蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等車用發(fā)動(dòng)機(jī)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)。在綜合新型技術(shù)在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)方面提出自己獨(dú)特的設(shè)計(jì)理念與方法，為自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的研制提供科學(xué)基礎(chǔ)。

 

3. 發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制技術(shù)與ECU系統(tǒng)開發(fā)

 

該研究方向主要從事車用發(fā)動(dòng)機(jī)燃料供給系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)與開發(fā)、發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)檢測(cè)與故障診斷、電控系統(tǒng)控制算法及先進(jìn)控制理論和技術(shù)在電控發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用研究。該研究方向的重點(diǎn)是結(jié)合代用燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的研究方向，將電控技術(shù)應(yīng)用到醇醚代用燃料發(fā)動(dòng)機(jī)上。研究特色：針對(duì)車輛發(fā)動(dòng)機(jī)這種高度非線性系統(tǒng)，提出了將模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、預(yù)測(cè)控制等先進(jìn)智能控制策略應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)控制和故障診斷中，并在此基礎(chǔ)上開發(fā)車用發(fā)動(dòng)機(jī)ECU系統(tǒng)。

 

 

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