第一篇：熱力學(xué)開發(fā)試驗(yàn)與數(shù)據(jù)分析小結(jié)
熱力學(xué)開發(fā)試驗(yàn)與數(shù)據(jù)分析小結(jié)
熱力學(xué)開發(fā)的定義個(gè)人認(rèn)為，是對(duì)設(shè)計(jì)出的基本型發(fā)動(dòng)機(jī)，通過(guò)調(diào)整點(diǎn)火提前角、空燃比、進(jìn)排氣凸輪相位、CBR狀態(tài)等參數(shù)（對(duì)于增壓直噴發(fā)動(dòng)機(jī)則另有增壓控制率、燃油壓力、噴油正時(shí)等參數(shù)），使發(fā)動(dòng)機(jī)在全負(fù)荷時(shí)得到最優(yōu)的最大功率、最大扭矩、最低比油耗及在部分負(fù)荷得到最優(yōu)的燃油經(jīng)濟(jì)性、燃燒穩(wěn)定性和排放水平，如果基本型的發(fā)動(dòng)機(jī)不能達(dá)到目標(biāo)，則要針對(duì)問(wèn)題更改相應(yīng)的設(shè)計(jì)和硬件，直至滿足目標(biāo)。
一、試驗(yàn)設(shè)備
1、PUMA系統(tǒng)
記錄發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架運(yùn)行參數(shù)的數(shù)據(jù)，也可與其他系統(tǒng)相通信并記錄其試驗(yàn)數(shù)據(jù)。
2、INDICATING系統(tǒng)
通過(guò)氣缸燃燒壓力傳感器的壓力信號(hào)，運(yùn)算得到缸壓曲線、平均指示有效壓力IMEP、MFB50%、COV of IMEP、缸壓波動(dòng)振幅等。平時(shí)試驗(yàn)時(shí)，一般要根據(jù)缸壓曲線，來(lái)判斷發(fā)動(dòng)機(jī)是否有爆震產(chǎn)生。
3、CAMEO系統(tǒng)
發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)標(biāo)定及運(yùn)行的工具。能自動(dòng)調(diào)整ECU的標(biāo)定參數(shù)如點(diǎn)火提前角、空燃比、進(jìn)排氣凸輪相位及CBR控制狀態(tài)等，便于標(biāo)定參數(shù)的優(yōu)化及標(biāo)定時(shí)的數(shù)據(jù)采集。
4、INCA系統(tǒng)
發(fā)動(dòng)機(jī)ECU標(biāo)定工具，可調(diào)整點(diǎn)火提前角、空燃比、進(jìn)排氣凸輪相位、CBR開關(guān)狀態(tài)等發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)。
5、其他設(shè)備儀器
汽缸燃燒壓力傳感器、進(jìn)氣溫度傳感器、進(jìn)氣壓力傳感器、排氣溫度、排氣壓力傳感器、空燃比分析儀、線性氧傳感器及排放分析儀等。
二、試驗(yàn)內(nèi)容與方法
1、全負(fù)荷優(yōu)化試驗(yàn)
全負(fù)荷試驗(yàn)主要驗(yàn)證發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率、最大扭矩及最低燃油消耗BSFC。調(diào)整點(diǎn)火提前角、空燃比、進(jìn)排氣凸輪相位等參數(shù)，使發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)揮出最優(yōu)性能。a）不同進(jìn)氣歧管的外特性試驗(yàn)
細(xì)長(zhǎng)的進(jìn)氣歧管有助于提高低速段的扭矩，粗短的進(jìn)氣歧管有助于提高高速段的扭矩。b）不同凸輪軸（不同型線、升程）的全負(fù)荷試驗(yàn)
VVT（Variable valve timing）：
VVT的作用：降低燃油消耗、降低排放、提高燃燒穩(wěn)定性、提高功率和扭矩輸出。通過(guò)改變凸輪軸相位可控制內(nèi)部EGR率，（重疊角大時(shí)，內(nèi)部EGR率大）當(dāng)內(nèi)部EGR率大時(shí)要得到相同的功率輸出必須，增大節(jié)氣門開度，這將使進(jìn)氣管內(nèi)的絕對(duì)壓力升高，減小節(jié)流損失，提高燃油經(jīng)濟(jì)性。
通過(guò)控制內(nèi)部EGR率，可顯著的降低Nox的排放量，HC的排放量只是稍微提高。
發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)，為了得到良好的燃燒穩(wěn)定性，需要較小的重疊角，大負(fù)荷時(shí)為了得到較大的功率輸出，需要較大的重疊角，但此時(shí)由于一部分燃油進(jìn)入排氣系統(tǒng)內(nèi)會(huì)犧牲燃油經(jīng)濟(jì)性。
較早的進(jìn)氣閥關(guān)（IVC）有利于低速段扭矩的輸出，不利于高速扭矩的輸出。較早的排氣閥開（EVO）有利于減少泵氣損失，但是較早的EVO減少了膨脹沖程，沖掉了減少的泵氣損失，降低了IMEP。因此，低速時(shí)需要較遲的EVO，高速時(shí)需要較早的EVO。大的進(jìn)排氣閥重疊角，有利于發(fā)動(dòng)機(jī)高速換氣，但是活塞與進(jìn)排氣閥的間隙尤其是怠速的穩(wěn)定性限制了允許的重疊持續(xù)期。c）不同壓縮比的全負(fù)荷試驗(yàn)（不同活塞、燃燒室）c）不同排氣系統(tǒng)的全負(fù)荷試驗(yàn)
主要驗(yàn)證發(fā)動(dòng)機(jī)排氣背壓對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響。d）不同進(jìn)氣系統(tǒng)的全負(fù)荷試驗(yàn)。
主要驗(yàn)證發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)壓降對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響。
2、部分負(fù)荷優(yōu)化試驗(yàn)（主要以工況點(diǎn)2000rpm/2bar BMEP為主，其他如1500rpm/2bar、1500rpm/4bar、2000rpm/4bar、3000rpm/2bar、3000rpm/3bar、3000rpm/4bar）
調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火提前角、空燃比、進(jìn)排氣凸輪相位等發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)，使發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)揮出最優(yōu)性能。部分負(fù)荷主要檢驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性（BSFC）、燃燒穩(wěn)定性（COV of IMEP）、排放水平（PCO、PHC、PNOx）。
1）不同CBR結(jié)構(gòu)的部分負(fù)荷試驗(yàn)。CBR（Control burned rate）：CBR發(fā)動(dòng)機(jī)的氣道由切向氣道與中型氣道組成，（切向氣道形成渦流，中性氣道形成滾流），部分負(fù)荷時(shí)通過(guò)關(guān)閉中性氣道，使空氣只從切向氣道進(jìn)入氣缸，從而形成較強(qiáng)的紊流，可使燃燒加快。燃燒速度快可提高燃燒穩(wěn)定性，此時(shí)可適當(dāng)推遲點(diǎn)火提前角以提高排氣溫度，加快三元催化器的起燃，同時(shí)推遲點(diǎn)火提前角也能降低HC的排放。CBR的另外優(yōu)點(diǎn)是可與VVT相配合，達(dá)到節(jié)油的目的，通過(guò)改變凸輪相位，可適當(dāng)增大內(nèi)部EGR，內(nèi)部EGR的增大會(huì)使燃燒速度降低，燃燒穩(wěn)定性降低，但這可通過(guò)CBR來(lái)補(bǔ)償。調(diào)整點(diǎn)火提前角、空燃比、進(jìn)排氣相位等參數(shù)，使發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)揮出最優(yōu)性能。
2）不同凸輪軸的部分負(fù)荷試驗(yàn) 3）不同進(jìn)氣歧管的部分負(fù)荷試驗(yàn) 4）不同壓縮比的部分負(fù)荷試驗(yàn)
3、噴油目標(biāo)試驗(yàn)
不同工況下，燃油霧化良好，油束處于氣道中心，盡量減少濕壁，濕壁面積大會(huì)使機(jī)油稀釋嚴(yán)重和HC的排放升高。
4、火花塞選擇試驗(yàn)
三、主要試驗(yàn)數(shù)據(jù)及分析
1、MFB50%(Mass fraction burned 50%、CA ATDC)
為了得到最佳燃燒熱釋放率MFB50%應(yīng)處在上止點(diǎn)后8度，對(duì)應(yīng)的燃燒最高壓力點(diǎn)應(yīng)在上止點(diǎn)后12度附近，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性、燃燒穩(wěn)定性最好，其位置可通過(guò)點(diǎn)火提前角調(diào)整，點(diǎn)火角提前其位置提前，點(diǎn)火角推遲其位置推遲。在低速低負(fù)荷區(qū)域，MFB50%能達(dá)到止點(diǎn)后8度的位置，但在高速高負(fù)荷時(shí)由于爆震等原因，要遲于上止點(diǎn)后8度。
2、SA（Spark advance、CA BTDC）
點(diǎn)火提前角，調(diào)整點(diǎn)火提前角應(yīng)盡可能使MFB50%應(yīng)處在上止點(diǎn)后8度的位置，如果發(fā)生爆震則要推遲點(diǎn)火角。點(diǎn)火角過(guò)大會(huì)發(fā)生爆震或處于爆震極限，檢查點(diǎn)火角是否適當(dāng)?shù)姆椒ㄊ牵焊讐呵€的波動(dòng)振幅應(yīng)小于不同轉(zhuǎn)速的規(guī)定值（一般規(guī)律：發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n千轉(zhuǎn)，允許壓力波動(dòng)振幅值為n bar）。另外點(diǎn)火提前角滯后會(huì)使排溫升高，高速高負(fù)荷必須注意。
3、BMEP（Brake mean effective pressure、bar）
制動(dòng)平均有效壓力是通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架的制動(dòng)力矩計(jì)算得到，其值一般與進(jìn)氣管絕對(duì)壓力有如下關(guān)系：進(jìn)氣壓力1bar時(shí)平均制動(dòng)有效壓力為10-11bar，進(jìn)氣壓力為1.6bar時(shí)平均制動(dòng)有效壓力為16-17bar。
4、IMEP（Indicated mean effective pressure、bar）
指示平均有效壓力，通過(guò)缸壓傳感器的壓力信號(hào)，計(jì)算得到。
5、FMEP（Friction mean effective pressure、bar）摩擦平均有效壓力FMEP= IMEP-BMEP。FMEP值過(guò)大將會(huì)影響發(fā)動(dòng)機(jī)的功率扭矩輸出，1.6L CBR VVT發(fā)動(dòng)機(jī)在額定功率點(diǎn)的理想值為1.6~1.7 bar。
6、PMEP（Pumping mean effective pressure、bar）
泵氣平均有效壓力，提前開啟排氣閥可降低泵氣損失，但有可能縮短作功沖程，減小指示平均有效壓力。
7、COV of IMEP（Coefficient of vibration of IMEP）
該值主要是評(píng)定發(fā)動(dòng)機(jī)部分負(fù)荷與怠速時(shí)燃燒穩(wěn)定性的重要指標(biāo)，其值越小燃燒越穩(wěn)定，一般地，燃燒速度越快其值越小。低速低負(fù)荷時(shí)其值較大，高負(fù)荷時(shí)其值較小。2000rpm/2bar時(shí)其限值為5%，怠速時(shí)其限值為20%。
8、BSFC（Brake specific fuel consumption）
評(píng)價(jià)發(fā)動(dòng)機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性的重要指標(biāo)，全負(fù)荷工況點(diǎn)的最低值為275g/kw*h（此時(shí)空燃比應(yīng)小于1），2000rpm/2bar時(shí)其限值為372-399g/kw.h（RON 95）。
9、Max pressure rise（bar /CA）
平均壓力上升率，當(dāng)點(diǎn)火角設(shè)定的過(guò)早時(shí)，平均壓力上升率增大，輸出扭矩增大，油耗降低，但燃燒噪聲變大，工作粗暴，因此需對(duì)此限制。1.6L CBR VVT和2.0L TCI GDI發(fā)動(dòng)機(jī)的最大值為4bar/CA。
10、Lambda 空燃比有實(shí)測(cè)空燃比和通過(guò)排放分析儀計(jì)算的空燃比兩種。
部分負(fù)荷空燃比為1；全負(fù)荷時(shí)為了得到較大的扭矩輸出需將空燃比加濃，一般情況下空燃比為0.9時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率較大；高速高負(fù)荷時(shí)，為了降低排氣溫度而將空燃比設(shè)的更加濃，可為0.85，空燃比加濃排氣溫度降低的原因主要是燃油蒸發(fā)吸收部分熱量，另外空燃比過(guò)濃將會(huì)使燃燒不充分，而是排氣溫度降低。
11、噴油正時(shí)
對(duì)于直噴發(fā)動(dòng)機(jī)，噴油正時(shí)比較重要。因?yàn)楫?dāng)加大氣門重疊角時(shí)，可利用新鮮空氣將廢氣盡可能排除，然后開始噴油，這樣避免了燃油隨新鮮空氣進(jìn)入排氣系統(tǒng)，因此適當(dāng)?shù)膰娪驼龝r(shí)可以提高燃油經(jīng)濟(jì)性。有一點(diǎn)要注意，由于一部分新鮮空氣未參加燃燒便進(jìn)入排氣系統(tǒng)，這使排氣系統(tǒng)中氧傳感器的測(cè)得空燃比值高于實(shí)際燃燒的空燃比值。
12、最大燃燒爆發(fā)壓力
最大燃燒爆發(fā)壓力過(guò)大，活塞、曲軸等運(yùn)動(dòng)件的強(qiáng)度也必須提高，否則容易損壞。1.6L CBR VVT 發(fā)動(dòng)機(jī)的最高燃燒爆發(fā)壓力70bar、2.0L TCI GDI最大燃燒爆發(fā)壓力90bar。
13、發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率
滿足開發(fā)目標(biāo)。1.6L CBR VVT發(fā)動(dòng)機(jī)的開發(fā)目標(biāo)為87kw/6200rpm（RON 95），2.0L TCI GDI發(fā)動(dòng)機(jī)的開發(fā)目標(biāo)為144kw/5500rpm（RON 95）。
14、發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩
滿足最大扭矩的開發(fā)目標(biāo)，低速段扭矩的開發(fā)目標(biāo)。最大扭矩點(diǎn)的轉(zhuǎn)速不要太高一般小于4500rpm，低速段的扭矩較低，會(huì)影響整車的加速性能。
1.6L CBR VVT 發(fā)動(dòng)機(jī)的最大扭矩開發(fā)目標(biāo)值為147 Nm/4300rpm、低速段扭矩的開發(fā)目標(biāo)值為121 Nm / 1500rpm（RON 95）；
2.0L TCI GDI 發(fā)動(dòng)機(jī)的最大扭矩開發(fā)目標(biāo)值為290Nm/1800rpm、低速段扭矩的開發(fā)目標(biāo)值為249 Nm/1500rpm（RON 95）。
15、PCO 其排放量主要與空燃比有關(guān)，空燃比濃排放量升高。
16、PHC 點(diǎn)火角推遲排放量降低，空燃比濃排放量升高。
17、PNOx 燃燒溫度高，氮氧化物的含量高。通過(guò)內(nèi)部EGR可顯著降低其含量。
18、CO2
19、O2 一般排氣中氧氣的含量在1%內(nèi)，則說(shuō)明燃燒正常，可通過(guò)此數(shù)值方便的判斷發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)是否正常。20、發(fā)動(dòng)機(jī)出水溫度
一般控制在90攝氏度。
21、發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)水溫度
進(jìn)出水溫的差在4攝氏度比較合理，說(shuō)明發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻系統(tǒng)的冷卻能力滿足要求。
22、發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油壓力
機(jī)油壓力正常保持在4-5 bar。
23、機(jī)油溫度
一般控制在90攝氏度，最高溫度不能超過(guò)140度。
24、環(huán)境壓力
25、空濾口溫度、壓力
空濾口溫度一般控制在標(biāo)準(zhǔn)溫度25度。
26、進(jìn)氣軟管溫度、壓力
27、進(jìn)氣管溫度、壓力
全負(fù)荷試驗(yàn)時(shí)，進(jìn)氣歧管的壓力與環(huán)境壓力的差值不能太大，否則將影響發(fā)動(dòng)機(jī)的充氣效率也就影響了發(fā)動(dòng)機(jī)的功率輸出，1.6L CBR VVT發(fā)動(dòng)機(jī)的限值為25-30mbar。
增壓發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管溫度控制的過(guò)低，有利于功率扭矩輸出，但實(shí)際上增壓發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管內(nèi)的一般較高（本發(fā)動(dòng)機(jī)規(guī)定，外特性試驗(yàn)時(shí)為50攝氏度），因此要注意進(jìn)氣管內(nèi)的溫度是否適當(dāng)。增壓發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管壓力控制的高，有利于功率扭矩輸出，但進(jìn)氣壓力過(guò)高（如絕對(duì)壓力超過(guò)1.8bar），將會(huì)使增壓器的工作負(fù)荷加大，工作環(huán)境惡化，可靠性降低，另外也減少了高原時(shí)進(jìn)氣增壓的余量。
28、各缸進(jìn)氣口溫度
29、油軌壓力
1.6L CBR VVT發(fā)動(dòng)機(jī)的油軌燃油壓力為4bar。2.0TCI GDI 發(fā)動(dòng)機(jī)的油軌壓力可調(diào)，一般控制在7-11Mpa，中低負(fù)荷時(shí)燃油需求量小，為了降低高壓油泵的功率消耗，將油壓設(shè)定的低一些，高負(fù)荷時(shí)為了滿足燃油量，應(yīng)將油壓設(shè)定的高些。30、進(jìn)回油溫度
31、各缸排氣溫度
32、排放物采樣
33、三元催化器前的溫度、壓力
1.6L CBR VVT發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率點(diǎn)的排氣背壓規(guī)定值為350mbar。三元催化器前的最高排氣溫度應(yīng)低于850攝氏度。
2.0L TCI GDI發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率點(diǎn)的排氣背壓規(guī)定值為450mbar（最大不能超過(guò)550mbar）。增壓器前的最高排氣溫度應(yīng)低于950攝氏度。
34、三元催化器溫度
一般三元催化器內(nèi)部的最高溫度不能超過(guò)920度，否則三元催化器將會(huì)被燒結(jié)損壞。
35、三元催化器后的溫度、壓力
注：在進(jìn)行臺(tái)架試驗(yàn)時(shí)一定要注意三個(gè)重要的參數(shù)：點(diǎn)火提前角、排氣溫度和空燃比。
點(diǎn)火角不當(dāng)則會(huì)引起爆震，損壞發(fā)動(dòng)機(jī)；排氣溫度過(guò)高將會(huì)使三元催化器燒結(jié)損壞；空燃比不當(dāng)將會(huì)影響油耗，也會(huì)影響點(diǎn)火提前角和排氣溫度。
第二篇：熱力學(xué)開發(fā)試驗(yàn)與數(shù)據(jù)分析小結(jié)
熱力學(xué)開發(fā)試驗(yàn)與數(shù)據(jù)分析小結(jié)
熱力學(xué)開發(fā)的定義個(gè)人認(rèn)為，是對(duì)設(shè)計(jì)出的基本型發(fā)動(dòng)機(jī)，通過(guò)調(diào)整點(diǎn)火提前角、空燃比、進(jìn)排氣凸輪相位、CBR狀態(tài)等參數(shù)（對(duì)于增壓直噴發(fā)動(dòng)機(jī)則另有增壓控制率、燃油壓力、噴油正時(shí)等參數(shù)），使發(fā)動(dòng)機(jī)在全負(fù)荷時(shí)得到最優(yōu)的最大功率、最大扭矩、最低比油耗及在部分負(fù)荷得到最優(yōu)的燃油經(jīng)濟(jì)性、燃燒穩(wěn)定性和排放水平，如果基本型的發(fā)動(dòng)機(jī)不能達(dá)到目標(biāo)，則要針對(duì)問(wèn)題更改相應(yīng)的設(shè)計(jì)和硬件，直至滿足目標(biāo)。
一、試驗(yàn)設(shè)備
1、PUMA系統(tǒng)
記錄發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架運(yùn)行參數(shù)的數(shù)據(jù)，也可與其他系統(tǒng)相通信并記錄其試驗(yàn)數(shù)據(jù)。
2、INDICATING系統(tǒng)
通過(guò)氣缸燃燒壓力傳感器的壓力信號(hào)，運(yùn)算得到缸壓曲線、平均指示有效壓力IMEP、MFB50%、COV of IMEP、缸壓波動(dòng)振幅等。平時(shí)試驗(yàn)時(shí)，一般要根據(jù)缸壓曲線，來(lái)判斷發(fā)動(dòng)機(jī)是否有爆震產(chǎn)生。
3、CAMEO系統(tǒng)
發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)標(biāo)定及運(yùn)行的工具。能自動(dòng)調(diào)整ECU的標(biāo)定參數(shù)如點(diǎn)火提前角、空燃比、進(jìn)排氣凸輪相位及CBR控制狀態(tài)等，便于標(biāo)定參數(shù)的優(yōu)化及標(biāo)定時(shí)的數(shù)據(jù)采集。
4、INCA系統(tǒng)
發(fā)動(dòng)機(jī)ECU標(biāo)定工具，可調(diào)整點(diǎn)火提前角、空燃比、進(jìn)排氣凸輪相位、CBR（可控燃燒速率）開關(guān)狀態(tài)等發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)。
5、其他設(shè)備儀器
汽缸燃燒壓力傳感器、進(jìn)氣溫度傳感器、進(jìn)氣壓力傳感器、排氣溫度、排氣壓力傳感器、空燃比分析儀、線性氧傳感器及排放分析儀等。
二、試驗(yàn)內(nèi)容與方法
1、全負(fù)荷優(yōu)化試驗(yàn)
全負(fù)荷試驗(yàn)主要驗(yàn)證發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率、最大扭矩及最低燃油消耗BSFC（全負(fù)荷燃油消耗率）。調(diào)整點(diǎn)火提前角、空燃比、進(jìn)排氣凸輪相位等參數(shù)，使發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)揮出最優(yōu)性能。a）不同進(jìn)氣歧管的外特性試驗(yàn)
細(xì)長(zhǎng)的進(jìn)氣歧管有助于提高低速段的扭矩，粗短的進(jìn)氣歧管有助于提高高速段的扭矩。b）不同凸輪軸（不同型線、升程）的全負(fù)荷試驗(yàn)
VVT（Variable valve timing）：
VVT的作用：降低燃油消耗、降低排放、提高燃燒穩(wěn)定性、提高功率和扭矩輸出。通過(guò)改變凸輪軸相位可控制內(nèi)部EGR率，（重疊角大時(shí)，內(nèi)部EGR率大）當(dāng)內(nèi)部EGR率大時(shí)要得到相同的功率輸出必須，增大節(jié)氣門開度，這將使進(jìn)氣管內(nèi)的絕對(duì)壓力升高，減小節(jié)流損失，提高燃油經(jīng)濟(jì)性。
通過(guò)控制內(nèi)部EGR率，可顯著的降低Nox的排放量，HC的排放量只是稍微提高。
發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)，為了得到良好的燃燒穩(wěn)定性，需要較小的重疊角，大負(fù)荷時(shí)為了得到較大的功率輸出，需要較大的重疊角，但此時(shí)由于一部分燃油進(jìn)入排氣系統(tǒng)內(nèi)會(huì)犧牲燃油經(jīng)濟(jì)性。
較早的進(jìn)氣閥關(guān)（IVC）有利于低速段扭矩的輸出，不利于高速扭矩的輸出。較早的排氣閥開（EVO）有利于減少泵氣損失，但是較早的EVO減少了膨脹沖程，沖掉了減少的泵氣損失，降低了IMEP。因此，低速時(shí)需要較遲的EVO，高速時(shí)需要較早的EVO。大的進(jìn)排氣閥重疊角，有利于發(fā)動(dòng)機(jī)高速換氣，但是活塞與進(jìn)排氣閥的間隙尤其是怠速的穩(wěn)定性限制了允許的重疊持續(xù)期。c）不同壓縮比的全負(fù)荷試驗(yàn)（不同活塞、燃燒室）c）不同排氣系統(tǒng)的全負(fù)荷試驗(yàn)
主要驗(yàn)證發(fā)動(dòng)機(jī)排氣背壓對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響。d）不同進(jìn)氣系統(tǒng)的全負(fù)荷試驗(yàn)。
主要驗(yàn)證發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)壓降對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響。
2、部分負(fù)荷優(yōu)化試驗(yàn)（主要以工況點(diǎn)2000rpm/2bar BMEP為主，其他如1500rpm/2bar、1500rpm/4bar、2000rpm/4bar、3000rpm/2bar、3000rpm/3bar、3000rpm/4bar）
調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火提前角、空燃比、進(jìn)排氣凸輪相位等發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)，使發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)揮出最優(yōu)性能。部分負(fù)荷主要檢驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性（BSFC）、燃燒穩(wěn)定性（COV of IMEP）、排放水平（PCO、PHC、PNOx）。
1）不同CBR結(jié)構(gòu)的部分負(fù)荷試驗(yàn)。CBR（Control burned rate）：CBR發(fā)動(dòng)機(jī)的氣道由切向氣道與中型氣道組成，（切向氣道形成渦流，中性氣道形成滾流），部分負(fù)荷時(shí)通過(guò)關(guān)閉中性氣道，使空氣只從切向氣道進(jìn)入氣缸，從而形成較強(qiáng)的紊流，可使燃燒加快。燃燒速度快可提高燃燒穩(wěn)定性，此時(shí)可適當(dāng)推遲點(diǎn)火提前角以提高排氣溫度，加快三元催化器的起燃，同時(shí)推遲點(diǎn)火提前角也能降低HC的排放。CBR的另外優(yōu)點(diǎn)是可與VVT相配合，達(dá)到節(jié)油的目的，通過(guò)改變凸輪相位，可適當(dāng)增大內(nèi)部EGR，內(nèi)部EGR的增大會(huì)使燃燒速度降低，燃燒穩(wěn)定性降低，但這可通過(guò)CBR來(lái)補(bǔ)償。調(diào)整點(diǎn)火提前角、空燃比、進(jìn)排氣相位等參數(shù)，使發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)揮出最優(yōu)性能。
2）不同凸輪軸的部分負(fù)荷試驗(yàn) 3）不同進(jìn)氣歧管的部分負(fù)荷試驗(yàn) 4）不同壓縮比的部分負(fù)荷試驗(yàn)
3、噴油目標(biāo)試驗(yàn)
不同工況下，燃油霧化良好，油束處于氣道中心，盡量減少濕壁，濕壁面積大會(huì)使機(jī)油稀釋嚴(yán)重和HC的排放升高。
4、火花塞選擇試驗(yàn)
三、主要試驗(yàn)數(shù)據(jù)及分析
1、MFB50%(Mass fraction burned 50%、CA ATDC)
為了得到最佳燃燒熱釋放率MFB50%應(yīng)處在上止點(diǎn)后8度，對(duì)應(yīng)的燃燒最高壓力點(diǎn)應(yīng)在上止點(diǎn)后12度附近，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性、燃燒穩(wěn)定性最好，其位置可通過(guò)點(diǎn)火提前角調(diào)整，點(diǎn)火角提前其位置提前，點(diǎn)火角推遲其位置推遲。在低速低負(fù)荷區(qū)域，MFB50%能達(dá)到止點(diǎn)后8度的位置，但在高速高負(fù)荷時(shí)由于爆震等原因，要遲于上止點(diǎn)后8度。
2、SA（Spark advance、CA BTDC）
點(diǎn)火提前角，調(diào)整點(diǎn)火提前角應(yīng)盡可能使MFB50%應(yīng)處在上止點(diǎn)后8度的位置，如果發(fā)生爆震則要推遲點(diǎn)火角。點(diǎn)火角過(guò)大會(huì)發(fā)生爆震或處于爆震極限，檢查點(diǎn)火角是否適當(dāng)?shù)姆椒ㄊ牵焊讐呵€的波動(dòng)振幅應(yīng)小于不同轉(zhuǎn)速的規(guī)定值（一般規(guī)律：發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n千轉(zhuǎn)，允許壓力波動(dòng)振幅值為n bar）。另外點(diǎn)火提前角滯后會(huì)使排溫升高，高速高負(fù)荷必須注意。
3、BMEP（Brake mean effective pressure、bar）
制動(dòng)平均有效壓力是通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架的制動(dòng)力矩計(jì)算得到，其值一般與進(jìn)氣管絕對(duì)壓力有如下關(guān)系：進(jìn)氣壓力1bar時(shí)平均制動(dòng)有效壓力為10-11bar，進(jìn)氣壓力為1.6bar時(shí)平均制動(dòng)有效壓力為16-17bar。
4、IMEP（Indicated mean effective pressure、bar）
指示平均有效壓力，通過(guò)缸壓傳感器的壓力信號(hào)，計(jì)算得到。
5、FMEP（Friction mean effective pressure、bar）摩擦平均有效壓力FMEP= IMEP-BMEP。FMEP值過(guò)大將會(huì)影響發(fā)動(dòng)機(jī)的功率扭矩輸出，1.6L CBR VVT發(fā)動(dòng)機(jī)在額定功率點(diǎn)的理想值為1.6~1.7 bar。
6、PMEP（Pumping mean effective pressure、bar）
泵氣平均有效壓力，提前開啟排氣閥可降低泵氣損失，但有可能縮短作功沖程，減小指示平均有效壓力。
7、COV of IMEP（Coefficient of vibration of IMEP）
該值主要是評(píng)定發(fā)動(dòng)機(jī)部分負(fù)荷與怠速時(shí)燃燒穩(wěn)定性的重要指標(biāo)，其值越小燃燒越穩(wěn)定，一般地，燃燒速度越快其值越小。低速低負(fù)荷時(shí)其值較大，高負(fù)荷時(shí)其值較小。2000rpm/2bar時(shí)其限值為5%，怠速時(shí)其限值為20%。
8、BSFC（Brake specific fuel consumption）
評(píng)價(jià)發(fā)動(dòng)機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性的重要指標(biāo)，全負(fù)荷工況點(diǎn)的最低值為275g/kw*h（此時(shí)空燃比應(yīng)小于1），2000rpm/2bar時(shí)其限值為372-399g/kw.h（RON 95）。
9、Max pressure rise（bar /CA）
平均壓力上升率，當(dāng)點(diǎn)火角設(shè)定的過(guò)早時(shí)，平均壓力上升率增大，輸出扭矩增大，油耗降低，但燃燒噪聲變大，工作粗暴，因此需對(duì)此限制。1.6L CBR VVT和2.0L TCI GDI發(fā)動(dòng)機(jī)的最大值為4bar/CA。
10、Lambda 空燃比有實(shí)測(cè)空燃比和通過(guò)排放分析儀計(jì)算的空燃比兩種。
部分負(fù)荷空燃比為1；全負(fù)荷時(shí)為了得到較大的扭矩輸出需將空燃比加濃，一般情況下空燃比為0.9時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率較大；高速高負(fù)荷時(shí)，為了降低排氣溫度而將空燃比設(shè)的更加濃，可為0.85，空燃比加濃排氣溫度降低的原因主要是燃油蒸發(fā)吸收部分熱量，另外空燃比過(guò)濃將會(huì)使燃燒不充分，而是排氣溫度降低。
11、噴油正時(shí)
對(duì)于直噴發(fā)動(dòng)機(jī)，噴油正時(shí)比較重要。因?yàn)楫?dāng)加大氣門重疊角時(shí)，可利用新鮮空氣將廢氣盡可能排除，然后開始噴油，這樣避免了燃油隨新鮮空氣進(jìn)入排氣系統(tǒng)，因此適當(dāng)?shù)膰娪驼龝r(shí)可以提高燃油經(jīng)濟(jì)性。有一點(diǎn)要注意，由于一部分新鮮空氣未參加燃燒便進(jìn)入排氣系統(tǒng)，這使排氣系統(tǒng)中氧傳感器的測(cè)得空燃比值高于實(shí)際燃燒的空燃比值。
12、最大燃燒爆發(fā)壓力
最大燃燒爆發(fā)壓力過(guò)大，活塞、曲軸等運(yùn)動(dòng)件的強(qiáng)度也必須提高，否則容易損壞。1.6L CBR VVT 發(fā)動(dòng)機(jī)的最高燃燒爆發(fā)壓力70bar、2.0L TCI GDI最大燃燒爆發(fā)壓力90bar。
13、發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率
滿足開發(fā)目標(biāo)。1.6L CBR VVT發(fā)動(dòng)機(jī)的開發(fā)目標(biāo)為87kw/6200rpm（RON 95），2.0L TCI GDI發(fā)動(dòng)機(jī)的開發(fā)目標(biāo)為144kw/5500rpm（RON 95）。
14、發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩
滿足最大扭矩的開發(fā)目標(biāo)，低速段扭矩的開發(fā)目標(biāo)。最大扭矩點(diǎn)的轉(zhuǎn)速不要太高一般小于4500rpm，低速段的扭矩較低，會(huì)影響整車的加速性能。
1.6L CBR VVT 發(fā)動(dòng)機(jī)的最大扭矩開發(fā)目標(biāo)值為147 Nm/4300rpm、低速段扭矩的開發(fā)目標(biāo)值為121 Nm / 1500rpm（RON 95）；
2.0L TCI GDI 發(fā)動(dòng)機(jī)的最大扭矩開發(fā)目標(biāo)值為290Nm/1800rpm、低速段扭矩的開發(fā)目標(biāo)值為249 Nm/1500rpm（RON 95）。
15、PCO 其排放量主要與空燃比有關(guān)，空燃比濃排放量升高。
16、PHC 點(diǎn)火角推遲排放量降低，空燃比濃排放量升高。
17、PNOx 燃燒溫度高，氮氧化物的含量高。通過(guò)內(nèi)部EGR可顯著降低其含量。
18、CO2
19、O2 一般排氣中氧氣的含量在1%內(nèi)，則說(shuō)明燃燒正常，可通過(guò)此數(shù)值方便的判斷發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)是否正常。20、發(fā)動(dòng)機(jī)出水溫度
一般控制在90攝氏度。
21、發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)水溫度
進(jìn)出水溫的差在4攝氏度比較合理，說(shuō)明發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻系統(tǒng)的冷卻能力滿足要求。
22、發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油壓力
機(jī)油壓力正常保持在4-5 bar。
23、機(jī)油溫度
一般控制在90攝氏度，最高溫度不能超過(guò)140度。
24、環(huán)境壓力
25、空濾口溫度、壓力
空濾口溫度一般控制在標(biāo)準(zhǔn)溫度25度。
26、進(jìn)氣軟管溫度、壓力
27、進(jìn)氣管溫度、壓力
全負(fù)荷試驗(yàn)時(shí)，進(jìn)氣歧管的壓力與環(huán)境壓力的差值不能太大，否則將影響發(fā)動(dòng)機(jī)的充氣效率也就影響了發(fā)動(dòng)機(jī)的功率輸出，1.6L CBR VVT發(fā)動(dòng)機(jī)的限值為25-30mbar。
增壓發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管溫度控制的過(guò)低，有利于功率扭矩輸出，但實(shí)際上增壓發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管內(nèi)的一般較高（本發(fā)動(dòng)機(jī)規(guī)定，外特性試驗(yàn)時(shí)為50攝氏度），因此要注意進(jìn)氣管內(nèi)的溫度是否適當(dāng)。增壓發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管壓力控制的高，有利于功率扭矩輸出，但進(jìn)氣壓力過(guò)高（如絕對(duì)壓力超過(guò)1.8bar），將會(huì)使增壓器的工作負(fù)荷加大，工作環(huán)境惡化，可靠性降低，另外也減少了高原時(shí)進(jìn)氣增壓的余量。
28、各缸進(jìn)氣口溫度
29、油軌壓力
1.6L CBR VVT發(fā)動(dòng)機(jī)的油軌燃油壓力為4bar。2.0TCI GDI 發(fā)動(dòng)機(jī)的油軌壓力可調(diào)，一般控制在7-11Mpa，中低負(fù)荷時(shí)燃油需求量小，為了降低高壓油泵的功率消耗，將油壓設(shè)定的低一些，高負(fù)荷時(shí)為了滿足燃油量，應(yīng)將油壓設(shè)定的高些。30、進(jìn)回油溫度
31、各缸排氣溫度
32、排放物采樣
33、三元催化器前的溫度、壓力
1.6L CBR VVT發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率點(diǎn)的排氣背壓規(guī)定值為350mbar。三元催化器前的最高排氣溫度應(yīng)低于850攝氏度。
2.0L TCI GDI發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率點(diǎn)的排氣背壓規(guī)定值為450mbar（最大不能超過(guò)550mbar）。增壓器前的最高排氣溫度應(yīng)低于950攝氏度。
34、三元催化器溫度
一般三元催化器內(nèi)部的最高溫度不能超過(guò)920度，否則三元催化器將會(huì)被燒結(jié)損壞。
35、三元催化器后的溫度、壓力
注：在進(jìn)行臺(tái)架試驗(yàn)時(shí)一定要注意三個(gè)重要的參數(shù)：點(diǎn)火提前角、排氣溫度和空燃比。
點(diǎn)火角不當(dāng)則會(huì)引起爆震，損壞發(fā)動(dòng)機(jī)；排氣溫度過(guò)高將會(huì)使三元催化器燒結(jié)損壞；空燃比不當(dāng)將會(huì)影響油耗，也會(huì)影響點(diǎn)火提前角和排氣溫度。
發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品的數(shù)字化開發(fā)
作者：長(zhǎng)安汽車工程研究院 詹樟松 來(lái)源：AI汽車制造業(yè)
在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)趨于白熱化的今天，汽車和發(fā)動(dòng)機(jī)制造企業(yè)的成功取決于能否持續(xù)地向市場(chǎng)提供一流的汽車和發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品。富有創(chuàng)新的高效產(chǎn)品開發(fā)流程則是企業(yè)向市場(chǎng)持續(xù)提供一流產(chǎn)品的保證。
產(chǎn)品開發(fā)流程概述
發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品開發(fā)是一個(gè)龐大的，具體的產(chǎn)品開發(fā)管理程序集，其范圍涵蓋了從項(xiàng)目研究分析到批量生產(chǎn)整個(gè)過(guò)程，隨著信息技術(shù)的發(fā)展，將數(shù)字化的開發(fā)成為一種趨勢(shì)，發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品開發(fā)流程的數(shù)字化就是在PDM等平臺(tái)上通過(guò)計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)來(lái)處理、固化和集成整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品的開發(fā)過(guò)程見(jiàn)圖1。
圖1 發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品開發(fā)流程及其數(shù)字化示意圖
本文選取發(fā)動(dòng)機(jī)開發(fā)流程中的設(shè)計(jì)和驗(yàn)證階段，以一款發(fā)動(dòng)機(jī)從市場(chǎng)概念確定到虛擬樣機(jī)開發(fā)完畢進(jìn)入樣機(jī)制作和物理試驗(yàn)開發(fā)為止，簡(jiǎn)單地介紹發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品的虛擬開發(fā)過(guò)程。
本文定義的設(shè)計(jì)和驗(yàn)證階段的數(shù)字化開發(fā)可細(xì)分為概念設(shè)計(jì)階段、布置設(shè)計(jì)階段和詳細(xì)設(shè)計(jì)階段，每個(gè)階段都包含了數(shù)字化設(shè)計(jì)和驗(yàn)證工作的并行和協(xié)同：設(shè)計(jì)工程師按照時(shí)間進(jìn)度提交零部件、裝配的子系統(tǒng)及整機(jī)的CAD設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)；驗(yàn)證工程師應(yīng)用CAE手段對(duì)設(shè)計(jì)部門提交的CAD數(shù)據(jù)進(jìn)行包括最基本的尺寸和運(yùn)動(dòng)學(xué)校核、復(fù)雜的動(dòng)力學(xué)分析和功能實(shí)現(xiàn)以及最復(fù)雜的可靠性分析等進(jìn)行全方位驗(yàn)證。在整個(gè)數(shù)字化開發(fā)過(guò)程中，CAD設(shè)計(jì)和CAE分析都在PDM系統(tǒng)的統(tǒng)一管理下實(shí)現(xiàn)最大化的并行、交互和協(xié)同。
概念設(shè)計(jì)階段
概念設(shè)計(jì)階段是發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品開發(fā)流程中進(jìn)入工程化開發(fā)過(guò)程的第一階段，也是最重要的階段。理論上來(lái)說(shuō)，有關(guān)所開發(fā)產(chǎn)品的所有重大決策性問(wèn)題都要在這一階段內(nèi)解決。概念設(shè)計(jì)階段的主要工作有：對(duì)前期項(xiàng)目策劃階段完成的市場(chǎng)、法規(guī)、競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手和競(jìng)爭(zhēng)機(jī)型調(diào)查研究的結(jié)果進(jìn)行分析和評(píng)估，并轉(zhuǎn)換為概念設(shè)計(jì)階段的設(shè)計(jì)輸入；產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、市場(chǎng)銷售和零部件供應(yīng)商的專家們?cè)诟拍钤O(shè)計(jì)階段需協(xié)同進(jìn)行可行性研究工作；根據(jù)產(chǎn)品的市場(chǎng)定位和企業(yè)品牌的內(nèi)涵，結(jié)合當(dāng)前行業(yè)的技術(shù)發(fā)展水平等因素，確定所開發(fā)產(chǎn)品在性能、質(zhì)量、成本等方面適當(dāng)?shù)哪繕?biāo)水平、具體指標(biāo)和規(guī)格要求；進(jìn)行整機(jī)系統(tǒng)總體布置研究；確定產(chǎn)品的總體技術(shù)方案和各子系統(tǒng)的總體技術(shù)路線等。
概念設(shè)計(jì)階段的數(shù)字化開發(fā)工作以CAE仿真分析為主，在整機(jī)級(jí)和各大系統(tǒng)級(jí)建立虛擬樣機(jī)進(jìn)行CAE分析，根據(jù)仿真分析的結(jié)果設(shè)定各項(xiàng)設(shè)計(jì)目標(biāo)和確定總體技術(shù)路線。對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品開發(fā)而言，概念設(shè)計(jì)階段的主要CAE仿真任務(wù)有：
1、發(fā)動(dòng)機(jī)氣體交換過(guò)程模擬
建立一維的CFD模型，分析發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)進(jìn)氣系統(tǒng)吸入新鮮空氣直至經(jīng)排氣系統(tǒng)排出的整個(gè)過(guò)程，目的是確定進(jìn)氣系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)以及氣缸蓋氣道的總體技術(shù)方案和主要參數(shù)，目標(biāo)是保證發(fā)動(dòng)機(jī)整個(gè)氣體交換過(guò)程順暢有效。此類分析軟件主要有GT-Power和AVL-Boost等。
2、發(fā)動(dòng)機(jī)熱動(dòng)力學(xué)分析和整機(jī)性能預(yù)測(cè)
在氣體交換的基礎(chǔ)上增加發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)燃燒過(guò)程的仿真分析，預(yù)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的總體性能，如功率、扭矩和燃油消耗率等，然后反過(guò)來(lái)確定進(jìn)氣系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、由缸蓋、缸體和活塞組成的燃燒系統(tǒng)等子系統(tǒng)的主要參數(shù)和技術(shù)方案，如圖2所示。
圖2 發(fā)動(dòng)機(jī)熱動(dòng)力學(xué)和整機(jī)總體性能預(yù)測(cè)
3、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)一維CFD分析
用于確定發(fā)動(dòng)機(jī)水套的主體結(jié)構(gòu)使發(fā)動(dòng)機(jī)得到有效而適當(dāng)?shù)睦鋮s，保證發(fā)動(dòng)機(jī)熱力學(xué)性能和可靠性的實(shí)現(xiàn)。此類分析軟件有GT-Cool等。
4、發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)一維CFD分析
用于確定發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)，主要是發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋、缸體的潤(rùn)滑油道的主體結(jié)構(gòu)和主要參數(shù)，使發(fā)動(dòng)機(jī)各運(yùn)動(dòng)部件，如凸輪配氣機(jī)構(gòu)、曲柄連桿機(jī)構(gòu)等得到有效而適當(dāng)?shù)臐?rùn)滑，保證發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性。此類分析軟件有FlowMaster等。
5、裝備該發(fā)動(dòng)機(jī)的整車的基本性能仿真分析
目的是確定與該發(fā)動(dòng)機(jī)匹配的變速器，以及預(yù)測(cè)裝備此動(dòng)力總成的汽車的動(dòng)力性和燃料經(jīng)濟(jì)性，圖3所示的即為整車性能分析CAE模型及其相應(yīng)的分析結(jié)果——新歐洲循環(huán)工況下的汽車燃油消耗量和汽車性能指標(biāo)（反映汽車的動(dòng)力性）之間的關(guān)系。該類分析軟件主要有AVL-Cruise和GT-Drive等。
圖3 汽車動(dòng)力性和燃料經(jīng)濟(jì)性能預(yù)測(cè)和變速器選型分析
布置設(shè)計(jì)階段
布置設(shè)計(jì)階段主要是確定各主要零部件的尺寸和相互之間的關(guān)系及接口，進(jìn)一步對(duì)概念設(shè)計(jì)階段確定的技術(shù)方案進(jìn)行細(xì)化。布置設(shè)計(jì)階段的CAD設(shè)計(jì)工作主要是根據(jù)概念設(shè)計(jì)階段的CAE仿真結(jié)果建立發(fā)動(dòng)機(jī)各大子系統(tǒng)的表面模型，確定和建立各大子系統(tǒng)之間的裝配關(guān)系和模型，以及明確發(fā)動(dòng)機(jī)在所裝配的整車發(fā)動(dòng)機(jī)艙中的坐標(biāo)位置等。CAE仿真分析則需要對(duì)所有的概念設(shè)計(jì)階段的分析模型進(jìn)行更新，使之更加具體和復(fù)雜，仿真的輸出結(jié)果也更加詳細(xì)和準(zhǔn)確。同時(shí)，增加新的一些CAE仿真分析內(nèi)容和領(lǐng)域，如發(fā)動(dòng)機(jī)前端輪系動(dòng)力學(xué)分析，配氣機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析，以及發(fā)動(dòng)機(jī)的缸蓋、缸體、曲軸、凸輪軸和連桿五大零部件的初步有限元分析等。
1、發(fā)動(dòng)機(jī)的前端輪系和配氣機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析
應(yīng)用AVL-Tycon或MSC.ADAMS等行業(yè)常用的專業(yè)軟件建立分析模型，首先對(duì)前端輪系和配氣機(jī)構(gòu)子系統(tǒng)的布置設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行各運(yùn)動(dòng)零部件之間的裝配和運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)系進(jìn)行檢查和校核，然后開始動(dòng)力學(xué)分析，主要的分析內(nèi)容是考察各運(yùn)動(dòng)零部件的位移、速度、加速度等運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)指標(biāo)以及各零部件在各種狀況下的受力情況，分析目的是要求各運(yùn)動(dòng)部件的各力學(xué)指標(biāo)在合理范圍之內(nèi)以確保動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)的可靠性和良好振動(dòng)和噪聲水平，圖4即為發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)分析。
圖4 發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析
2、主要零部件的有限元分析
在布置設(shè)計(jì)階段部分主要的零部件，如缸蓋、缸體、曲軸、凸輪軸和連桿五大件將進(jìn)行第一輪的有限元計(jì)算分析，考察和驗(yàn)證零部件CAD結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性，主要計(jì)算各零部件的剛強(qiáng)度、模態(tài)和疲勞等。在布置設(shè)計(jì)階段，有限元分析是靜態(tài)分析，相對(duì)簡(jiǎn)單，主要考察零部件CAD設(shè)計(jì)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)參數(shù)的合理性。圖5和圖6分別給出了發(fā)動(dòng)機(jī)連桿的強(qiáng)度分析和曲軸的扭振分析，常用的分析軟件有HyperWorks、NASTRAN、ABAQUS、AVL-EXCITE等。
圖5 發(fā)動(dòng)機(jī)連桿強(qiáng)度分析
圖6 發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸扭轉(zhuǎn)振動(dòng)分析
詳細(xì)設(shè)計(jì)階段
詳細(xì)設(shè)計(jì)階段，數(shù)字化開發(fā)范圍將覆蓋所有新設(shè)計(jì)零部件的全部特性，在詳細(xì)設(shè)計(jì)階段結(jié)束時(shí)將保證每一個(gè)零部件的CAD設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)（包括三維實(shí)體設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和二維平面設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)）將能具體指導(dǎo)工廠的生產(chǎn)制造，因此，CAD設(shè)計(jì)的工作量急劇增長(zhǎng)，成為詳細(xì)設(shè)計(jì)階段的主要工作。同時(shí)，在詳細(xì)設(shè)計(jì)階段將應(yīng)用CAE分析手段對(duì)所有新設(shè)計(jì)零部件的CAD設(shè)計(jì)進(jìn)行分析和驗(yàn)證，以確保在數(shù)字化開發(fā)階段解決每個(gè)新設(shè)計(jì)的零部件以及從零部件到各子系統(tǒng)、最后到整機(jī)的每個(gè)層次都不存在問(wèn)題。
此時(shí)，CAE分析的首要任務(wù)是對(duì)前兩個(gè)階段所有的分析模型根據(jù)詳細(xì)設(shè)計(jì)階段能夠獲得的最全面的設(shè)計(jì)信息進(jìn)行最后的更新和拓展，進(jìn)一步更準(zhǔn)確地驗(yàn)證各零部件、系統(tǒng)和整機(jī)的功能和特性。比如在概念設(shè)計(jì)和布置設(shè)計(jì)階段進(jìn)行的發(fā)動(dòng)機(jī)氣體交換一維CFD分析的基礎(chǔ)上將進(jìn)一步拓展和更新到進(jìn)行一維或三維的進(jìn)排氣噪聲分析（見(jiàn)圖7），進(jìn)排氣系統(tǒng)和發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)流動(dòng)的三維CFD分析（見(jiàn)圖8）。目的是從三維角度考察發(fā)動(dòng)機(jī)的氣體交換過(guò)程和流體在發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)的流動(dòng)過(guò)程，保證發(fā)動(dòng)機(jī)各缸進(jìn)排氣的均勻度和發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)流動(dòng)的最佳化，以及在保證發(fā)動(dòng)機(jī)性能設(shè)計(jì)指標(biāo)的前提下盡量降低發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)排氣噪聲。又如在前階段發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的一維CFD分析在本階段將更新為最詳細(xì)的三維CFD分析，以詳細(xì)考察冷卻液在發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水套中的流動(dòng)情況，包括冷卻液的流動(dòng)速度、壓力損失等參數(shù)，要求整個(gè)冷卻水套沒(méi)有流動(dòng)死區(qū)或冷卻液發(fā)生沸騰等，使發(fā)動(dòng)機(jī)得到恰當(dāng)?shù)睦鋮s，從而確保發(fā)動(dòng)機(jī)的工作的可靠性。在汽車和發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品開發(fā)領(lǐng)域，常用的三維CFD分析軟件有Fluent、Star_CD和AVL-Fire等。
圖7 發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)排氣氣動(dòng)噪聲分析
圖8 發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)排氣系統(tǒng)和缸內(nèi)流動(dòng)三維CFD分析
在此著重介紹發(fā)動(dòng)機(jī)缸體缸蓋一體化分析（見(jiàn)圖9），該CAE分析項(xiàng)目是整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)開發(fā)流程中最復(fù)雜、最困難的、也是最重要的分析項(xiàng)目之一。發(fā)動(dòng)機(jī)缸體缸蓋一體化分析是一個(gè)典型的流固耦合分析，整個(gè)分析由發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)燃燒和傳熱、冷卻潤(rùn)滑系統(tǒng)的三維CFD計(jì)算分析和缸體缸蓋的受熱、受力、變形等有限元分析兩個(gè)過(guò)程的交互耦合完成，考察發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋、缸體、缸套、汽缸墊等在極限或典型運(yùn)行工況下的溫度變化和變形等，尤其是一些關(guān)鍵部位的關(guān)鍵指標(biāo)必須被驗(yàn)證確認(rèn)。比如缸蓋鼻梁區(qū)的最高溫度、缸套的最大變形量、汽缸墊的變形量等，這些部位任何一處設(shè)計(jì)不當(dāng)導(dǎo)致溫度過(guò)高或變形過(guò)大都會(huì)給發(fā)動(dòng)機(jī)帶來(lái)致命的失效。例如缸蓋鼻梁區(qū)溫度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致材料蠕變失效、開裂等，缸套變形過(guò)大會(huì)帶來(lái)拉缸等，這些故障一旦發(fā)生將直接導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)完全失效而報(bào)廢。
圖9 發(fā)動(dòng)機(jī)缸體缸蓋一體化分析
在詳細(xì)設(shè)計(jì)階段所有零部件和子系統(tǒng)新的CAD設(shè)計(jì)都必須經(jīng)CAE仿真分析驗(yàn)證，確保任何設(shè)計(jì)問(wèn)題解決后，開發(fā)流程才能進(jìn)入樣機(jī)制造和物理試驗(yàn)開發(fā)和驗(yàn)證階段。
結(jié)語(yǔ)
本文概述了數(shù)字化技術(shù)在現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品開發(fā)流程中的應(yīng)用，從概念設(shè)計(jì)到詳細(xì)設(shè)計(jì)，CAD設(shè)計(jì)和CAE分析始終在PDM統(tǒng)籌下并行、協(xié)同工作，例如PDM系統(tǒng)會(huì)規(guī)定CAD設(shè)計(jì)工程師在一定的時(shí)間間隔內(nèi)發(fā)布以百分比方式表示的CAD設(shè)計(jì)成熟度（完成度），負(fù)責(zé)該零部件的CAE分析工程師則根據(jù)CAD設(shè)計(jì)的不同成熟度建立不同層次的分析模型，進(jìn)行相應(yīng)層次CAE校核或驗(yàn)證，并及時(shí)把分析結(jié)果反饋給CAD設(shè)計(jì)工程師，以保證其后續(xù)設(shè)計(jì)的正確方向?？梢?jiàn)，整個(gè)數(shù)字化開發(fā)過(guò)程就是一個(gè)CAD設(shè)計(jì)和CAE驗(yàn)證的“實(shí)時(shí)”交互和協(xié)同過(guò)程，該過(guò)程使得現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量提高、周期變短并且降低了費(fèi)用。(end)
文章內(nèi)容僅供參考(投稿)(如果您是本文作者，請(qǐng)點(diǎn)擊此處)(2010-2-24，閱讀360次)
第三篇：材料熱力學(xué)與動(dòng)力學(xué)
材料熱力學(xué)與動(dòng)力學(xué)
參考書目：1.<
應(yīng)用：形貌分析（顯微組織、斷口形貌、三維立體形態(tài)）
2）透射電子顯微鏡（TEM），是采用透過(guò)薄膜樣品的電子束成像來(lái)顯示樣品內(nèi)部組織形態(tài)與結(jié)構(gòu)。
應(yīng)用：形貌分析（顯微組織和晶體缺陷）
3）X射線衍射（XRD），利用X射線在晶體中的衍射現(xiàn)象來(lái)分析材料的晶體結(jié)構(gòu)、晶格參數(shù)、晶體缺陷（位錯(cuò)等）、不同結(jié)構(gòu)相的含量及內(nèi)應(yīng)力的方法。應(yīng)用：點(diǎn)陣常數(shù)的測(cè)定、晶體對(duì)稱性的測(cè)定
4）電子探針（EPMA）利用聚焦的很細(xì)的電子束打在樣品的微觀區(qū)域，激發(fā)出樣品該區(qū)域的特征X射線。
應(yīng)用：微區(qū)毫米范圍顯微結(jié)構(gòu)分析。
縱坐標(biāo)表示衍射強(qiáng)度，橫坐標(biāo)2θ表示衍射方向(衍射線在空間分布的方位)2.From the OM（Optics Microscope光學(xué)顯微鏡）pictures of a kinds of steel and an ordinary piece of china ,you can derive what kinds of information ,please list that and make a short discussion.鋼鐵材料的顯微組織根據(jù)含碳量的不同各有不同，相同含碳量在不同溫度下的組織也有所不同。含碳量為0.77％的鋼稱為共析鋼；含碳量低于0.77％的鋼稱為亞共析鋼；含碳量為0.77～2.11％的鋼稱為過(guò)共析鋼；含碳量高于2.11％的稱為鑄鐵。不同含碳量和合金成分的鋼或鑄鐵，其顯微組織各不相同。同一成分的鋼或鑄鐵，經(jīng)過(guò)不同的金屬熱處理后也具有不同的顯微組織。不同的顯微組織具有不同的性能，因此鋼鐵可以通過(guò)熱處理獲得不同的性能。鋼鐵顯微組織分析是研究鋼鐵和評(píng)定鋼鐵制品質(zhì)量的重要手段。
普通陶瓷材料經(jīng)過(guò)光學(xué)顯微鏡觀察表面有氣孔、金相、玻璃相 4.How to link microstructure with processing?
5.In your opinion ,how to deal with the solid state materials microstructure evolution is helpful to you work? 細(xì)晶強(qiáng)化：通過(guò)細(xì)化晶粒而使金屬材料力學(xué)性能提高的方法稱為細(xì)晶強(qiáng)化，工業(yè)上將通過(guò)細(xì)化晶粒以提高材料強(qiáng)度。方法：增加過(guò)冷度、變質(zhì)處理、振動(dòng)與攪拌、對(duì)于冷變形的金屬可以通過(guò)控制變形度、退火溫度來(lái)細(xì)化晶粒。
固溶強(qiáng)化：融入固溶體中的溶質(zhì)原子造成晶格畸變，晶格畸變?cè)龃罅宋诲e(cuò)運(yùn)動(dòng)的阻力，使滑移難以進(jìn)行，從而使合金固溶體的強(qiáng)度與硬度增加。這種通過(guò)融入某種溶質(zhì)元素來(lái)形成固溶體而使金屬?gòu)?qiáng)化的現(xiàn)象稱為固溶強(qiáng)化。
加工硬化：金屬材料在再結(jié)晶溫度以下塑性變形時(shí)強(qiáng)度和硬度升高，而塑性和韌性降低的現(xiàn)象。又稱冷作硬化。產(chǎn)生原因是，金屬在塑性變形時(shí)，晶粒發(fā)生滑移，出現(xiàn)位錯(cuò)的纏結(jié)，使晶粒拉長(zhǎng)、破碎和纖維化，金屬內(nèi)部產(chǎn)生了殘余應(yīng)力等。加工硬化的程度通常用加工后與加工前表面層顯微硬度的比值和硬化層深度來(lái)表示。第二相強(qiáng)化：復(fù)相合金與單相合金相比，除基體相以外，還有第二相存在。當(dāng)?shù)诙嘁约?xì)小彌散的微粒均勻分布于基體相中時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生顯著的強(qiáng)化作用，這種強(qiáng)化作用稱為第二相強(qiáng)化。第二相強(qiáng)化的主要原因是它們與位錯(cuò)間的交互作用，阻礙了位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，提高了合金的變形抗力。
時(shí)效強(qiáng)化：合金元素經(jīng)固溶處理后，獲得過(guò)飽和固溶體。在隨后的室溫放置或低溫加熱保溫時(shí)，第二相從過(guò)飽和固溶體中析出，引起強(qiáng)度，硬度以及物理和化學(xué)性能的顯著變化，這一過(guò)程被稱為時(shí)效。
6.For a piece of Alumina ceramics（氧化鋁陶瓷）,using which ways to get needed microstructure picture and from that to understand its structure development ,property specialty and control factors ,etc.金相顯微鏡，掃描電鏡觀察組織形貌。
電熔剛玉由于經(jīng)過(guò)熔融工藝加工過(guò)程，因此一次晶體較大，一般較燒結(jié)a_A1203大幾倍甚至幾百倍;硬度高;脆性大;晶體邊界尖銳。燒結(jié)a-A1203具有晶界圓滑及高硬度的特點(diǎn)，它的顆粒由大量細(xì)小微晶團(tuán)聚而成。由燒結(jié)法制備的a_A1203粉體，其顯微結(jié)構(gòu)隨燒結(jié)溫度、添加劑、氣氛等條件的改變而改變。
Advice Reading 1.Considering standard china and its processing.從毛坯到產(chǎn)品，陶瓷材料需要二次加工，但由于硬脆特性，陶瓷的加工性比多屬材料困難得多，因此需要開發(fā)優(yōu)質(zhì)高效的陶瓷加工新工藝新技術(shù)。先進(jìn)陶瓷的加工，涉及到陶瓷材料的性能，加工技術(shù)，檢測(cè)，連結(jié)和涂覆等許多方面。2.Discuss about the formation process of the tricalcium silicate(硅酸三鈣).3.Review about the iron-carbon phase and its application(7個(gè)區(qū)域).鐵碳合金相圖是研究鋼鐵的重要理論基礎(chǔ)，它反映了平衡狀態(tài)下鐵碳合金的成分、溫度、組織三者之間的關(guān)系。鐵碳相圖是制定各種熱加工及熱處理工藝的依據(jù)，利用它還可以分析鋼鐵材料的性能，從而作為選材的理淪根據(jù)，它是學(xué)習(xí)鐵碳合金的一個(gè)重要工具。
鐵碳相圖的應(yīng)用可歸納為以下幾個(gè)方面: 第一個(gè)方面（1.估算碳鋼和鑄鐵鑄造熔化加熱溫度）
是對(duì)已確定了化學(xué)成分的鐵碳合金.參照鐵碳相圖選擇熱加工工藝方法。例如45鋼在800℃以上溫度范圍內(nèi)處于塑性極好的單相奧氏體區(qū)，故它可在此溫度以上的區(qū)域進(jìn)行鍛造加工，以獲得所需要的外觀形態(tài)及內(nèi)部組織形態(tài)。而含碳量在2.11 %以上的鐵碳合金，無(wú)論加熱到什么溫度也無(wú)法獲得塑性良好的單相組織狀態(tài)。因此，無(wú)法使用鍛造加工方法進(jìn)行成型加工，然而，它們的熔點(diǎn)卻明顯低于含碳量為2.11%以下的其它合金。因此，它們更適宜采用鑄造加工工藝。第二方面（2.估算碳鋼鍛造加熱溫度）
在選材的過(guò)程中，可通過(guò)對(duì)不同化學(xué)成分的合金在室溫時(shí)組織結(jié)構(gòu)的分析，大致獲得這些不同化學(xué)成分的合金在性能上的差異，然后再依據(jù)零件的服役條件和性能要求選擇適宜的材料。例如，鐵碳合金隨著含碳量的提高，滲碳體的數(shù)量不僅越來(lái)越多，而且它的形態(tài)也在逐漸變化，進(jìn)而導(dǎo)致機(jī)械性能規(guī)律性變化。第三方面（3.估算熱處理加熱溫度）
是鐵碳相圖與熱處理工藝有著十分密切的聯(lián)系。例如，淬火是強(qiáng)化鋼材的重要手段之一。它是通過(guò)使過(guò)冷奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體而實(shí)現(xiàn)的。結(jié)合鐵碳相圖，我們便可知道為什么不同的鋼材(特別是指含碳量不同的鋼材)應(yīng)選擇不同的淬火加熱溫度，亞共析鋼的正確淬火加熱溫度應(yīng)為Ac3以上30 – 50℃。（4.確定碳含量己知的合金在仟意溫度下的平衡狀態(tài)）（5.分析碳鋼和鑄鐵的平衡相變過(guò)程及室溫平衡組織）
（1）由鐵碳相圖可知，含碳量小于2.11%的鐵碳合金在較高溫度下可得到單相奧氏體，即AESG 區(qū)，利用奧氏體的塑性好、變形抗力小，碳鋼鍛造時(shí)易于成形。
第四篇：淘寶數(shù)據(jù)分析小結(jié)
淘寶數(shù)據(jù)分析，實(shí)際是電商數(shù)據(jù)分析，歸結(jié)到底還是零售數(shù)據(jù)分析，給你一些分析的思路，權(quán)當(dāng)做拋磚引玉。
總體來(lái)說(shuō)可以分為商品分析、客戶分析、地區(qū)分析、時(shí)間分析四大維度（參考數(shù)據(jù)雷達(dá)的分析思路）。在這里我重點(diǎn)說(shuō)商品分析。
1、銷售狀況分析：主要分析本月銷售情況、本月銷售指標(biāo)完成情況、與去年（或上月）同期對(duì)比情況。通過(guò)這組數(shù)據(jù)的分析可以知道同比銷售趨勢(shì)、實(shí)際銷售與計(jì)劃的差距。
2、銷售毛利分析：主要分析本月毛利率、毛利額情況，與去年同期對(duì)比情況。通過(guò)這組數(shù)據(jù)的分析可以知道同比毛利狀況，以及是否在商品毛利方面存在不足。
3、營(yíng)運(yùn)可控費(fèi)用分析：主要是本月各項(xiàng)費(fèi)用明細(xì)分析、與去年同期對(duì)比情況，有無(wú)節(jié)約控制成本費(fèi)用。這里的各項(xiàng)費(fèi)用是指：?jiǎn)T工成本、能耗、物料及辦公用品費(fèi)用、維修費(fèi)用、存貨損耗、日常營(yíng)運(yùn)費(fèi)用（包括電話費(fèi)、交通費(fèi)、垃圾費(fèi)等），通過(guò)這組數(shù)據(jù)的分析可以清楚的知道門店?duì)I運(yùn)可控費(fèi)用的列支，是否有同比異常的費(fèi)用發(fā)生、有無(wú)可以節(jié)約的費(fèi)用空間。
4、櫥窗效率：主要是本月櫥窗效率情況、與去年同期對(duì)比。“日均櫥窗效率”是指“日均每個(gè)櫥窗平均銷售額”，即：日均櫥窗商品銷售金額/櫥窗個(gè)數(shù)。
5、人均勞效（人效）：主要是本月人均勞效情況、與去年同期對(duì)比?！氨驹氯司鶆谛А庇?jì)算方法：本月銷售金額/本月總營(yíng)業(yè)人數(shù)。
6、盤點(diǎn)損耗率分析：主要是門店盤點(diǎn)結(jié)果簡(jiǎn)要分析，通過(guò)分析及時(shí)發(fā)現(xiàn)商品進(jìn)、銷、存各個(gè)環(huán)節(jié)存在的問(wèn)題。該指標(biāo)指標(biāo)僅對(duì)大店或銷量日均100以上店鋪適用。
7、庫(kù)存分析：主要是本月平均商品庫(kù)存、庫(kù)存結(jié)構(gòu)、庫(kù)齡情況、周轉(zhuǎn)天數(shù)，與去年同期對(duì)比分析。通過(guò)該組數(shù)據(jù)的分析可以看出庫(kù)存是否出現(xiàn)異常，特別是否存在庫(kù)存積壓現(xiàn)象。該指標(biāo)指標(biāo)僅對(duì)大店或銷量日均100以上店鋪適用。
8、促銷商品業(yè)績(jī)?cè)u(píng)估：主要是促銷商品品種數(shù)執(zhí)行情況，促銷商品銷售情況、占比情況及與前期銷售對(duì)比情況分析?！按黉N商品與前期銷售對(duì)比分析”即將本檔期特價(jià)商品的銷售情況與特價(jià)執(zhí)行前相同天數(shù)的銷售情況進(jìn)行對(duì)比分析，通過(guò)以上這組數(shù)據(jù)的分析可以看出促銷產(chǎn)生的效果以及促銷活動(dòng)存在的問(wèn)題。
9、流量、客單價(jià)分析：主要指本月平均每天流量、客單價(jià)情況，與去年同期對(duì)比情況。這組數(shù)據(jù)在分析客流量、客單價(jià)時(shí)特別要注重促銷活動(dòng)期間及促銷活動(dòng)前的對(duì)比分析，促銷活動(dòng)的開展是否對(duì)于提高客流量、客單價(jià)起到了一定的作用。
10、售罄率：指貨品上市后特定時(shí)間段銷售數(shù)量占進(jìn)貨數(shù)量的百分比。它是衡量貨品銷售狀況的重要指標(biāo)。在通常情況下，售罄率越高表示該類別貨品銷售情況越好，但它跟進(jìn)貨數(shù)量有著很大的關(guān)系。通過(guò)此數(shù)據(jù)可以針對(duì)貨品銷售的好壞進(jìn)行及時(shí)的調(diào)整。
11、庫(kù)銷比：指庫(kù)存金額同銷售牌價(jià)額之比例。通常情況下，銷售牌價(jià)額為1 個(gè)月的時(shí)間，也可以說(shuō)庫(kù)銷比是以月為單位的。簡(jiǎn)單的來(lái)說(shuō)就是某一時(shí)間點(diǎn)的庫(kù)存能夠維持多長(zhǎng)時(shí)間的銷售。它是衡量庫(kù)存是否合理的重要指標(biāo)，合理的標(biāo)準(zhǔn)在3-5 左右。在銷售數(shù)據(jù)正常的情況下，存銷比過(guò)高或過(guò)低都是庫(kù)存情況不正常的體現(xiàn)。通過(guò)該組數(shù)據(jù)的分析可以看出庫(kù)存是否出現(xiàn)異常，特別是否存在庫(kù)存積壓現(xiàn)象。該指標(biāo)指標(biāo)僅對(duì)大店或銷量日均100以上店鋪適用。
第五篇：多組分系統(tǒng)熱力學(xué)小結(jié)
多組分系統(tǒng)熱力學(xué)小結(jié)
一、重要概念
混合物（各組分標(biāo)準(zhǔn)態(tài)相同）與溶液（分溶劑和溶質(zhì)，標(biāo)準(zhǔn)態(tài)不同），組成表示：物質(zhì)B的摩爾分?jǐn)?shù)xB、質(zhì)量分?jǐn)?shù)wB、（物質(zhì)的量）濃度cB、質(zhì)量摩爾濃度bB，理想稀溶液，理想液態(tài)混合物，偏摩爾量，化學(xué)勢(shì)，稀溶液的依數(shù)性，逸度與逸度系數(shù)，活度與活度系數(shù)
二、重要定理與公式 1．稀溶液的性質(zhì)
（1）拉烏爾定律：稀溶液的溶劑：pA=pA*xA
（2）亨利定律：稀溶液的溶質(zhì)：pB=kx.B xB , pB=kB.CCB , pB=kb.BbB（3）Nernst分配定律:
（4）依數(shù)性：溶劑蒸氣壓降低：?pA=pA*xB
凝固點(diǎn)降低: ?Tf=KfbB
沸點(diǎn)升高: ?Tb=KbbB
滲透壓: ?B=cBRT 2．理想混合物
定義：任一組分在全部組成范圍內(nèi)符合拉烏爾定律的液態(tài)混合物。
性質(zhì)：dp=0, dT=0 混合
(1)?mixV=0(2)?mixH=0(3)?mixS=-nR?xBlnxB(4)???mixG=?mixH-T?mixS=nRT?xBlnxB 3．偏摩爾量
定義：XB=(X/nB)T,p,nc≠nB
性質(zhì)：恒溫恒壓下：
4．化學(xué)勢(shì)
（1）定義： ?B=GB=(G/nB)T,p,nc'≠nB
自發(fā)：朝化學(xué)勢(shì)小的方向
（3）化學(xué)勢(shì)的表達(dá)式
理想氣體：?B=?B*(T,p,yc)=?B(T)+RTln(pyB/p)實(shí)際氣體：?B=?B*(T,p,yc)=?B(T)+RTln(pB/p)逸度 :有效壓力 逸度系數(shù): ?B=
/pB=
理想液態(tài)混合物：?B=?B*+RTln(xB)
真實(shí)液態(tài)混合物：?B=?B*+RTln(?B)
活度 ?=fBxB
在常壓下，壓力影響可忽略不計(jì)，故
?B=?Bθ+RTln(?B)若氣相為理想氣體，則活度的計(jì)算式：
/pyB
?B=pB/pB*
fB=?B/xB=pB/pB* xB
稀溶液：溶劑或溶質(zhì)：?A=?A+RTln(xA)真實(shí)溶液
溶劑： ?A=?A+RTln(?A)溶質(zhì)：采用質(zhì)量摩爾濃度時(shí)：?B=?B，b+RTln(?b，B)
采用濃度時(shí) ?B=?c，B+RTln(?c，B)
5.多組分系統(tǒng)的熱力學(xué)基本方程
三、常見(jiàn)的計(jì)算題型
1．根據(jù)稀溶液的性質(zhì)作依數(shù)性等方面的計(jì)算 2．在相平衡一章中常用拉烏爾定律和亨利定律。3．典型題型
例題：香煙中主要含有尼古丁(Nicotine)，是致癌物質(zhì)。經(jīng)元素分析得知其中含 9.3% 的 H，72% 的 C 和 18.7% 的 N?，F(xiàn)將 0.6 克尼古丁溶于 12.0 克的水中，所得溶液在101325Pa 下的凝固點(diǎn)為 －0.62℃，求出該物質(zhì)的摩爾質(zhì)量MB并確定其分子式（已知水的摩爾質(zhì)量凝固點(diǎn)降低常數(shù)為 1.86 K·kg·mol－1）。
解：假設(shè)尼古丁的摩爾質(zhì)量為MB，根據(jù)凝固點(diǎn)下降公式 △Tf =Kf bB
6?10-4kg/MB0.62K?1.86K?kg?mol?0.012kg 則有
?1
MB = 150 g·mol－1
可算出各原子數(shù)
C：Mr(B)w(C)/M(C)= 150×0.72/12 = 9.0
N：Mr(B)w(N)/M(N)= 150×0.1870/14 = 2.0
H：Mr(B)w(H)/M(H)= 150×0.093/1 = 13.9 所以分子式為(C9N2H14)
例題： 在293K時(shí)將6.84g蔗糖（C12H22O11）溶于1kg的水中。已知293K時(shí)此溶液的密度為1.02g·cm-3，純水的飽和蒸氣壓為2.339kPa，試求：
(1)此溶液的蒸氣壓；
-1(2)此溶液的沸點(diǎn)升高值。已知水的沸點(diǎn)升高常數(shù)Kb=0.52K· mol·kg。(3)此溶液的滲透壓。解：（1）蔗糖的摩爾質(zhì)量為342g，x蔗糖=(6.84/342)/[(6.84/342)+1000/18.2]=0.0004
p= p*(1-x蔗糖)= 2.339kPa*(1-0.0004)=2.338kPa(2)b蔗糖=(6.84/342)mol/1kg = 0.02 mol·kg
-1?Tb =Kb b蔗糖 =(0.52*0.02)K = 0.01K(3)c = n蔗糖/V =(6.84/342)mol/(1.00684kg/1.02kg·dm-3)=0.02026mol·dm-3
?=cRT= 0.02026mol·1000 m-3 * 8.3145J·mol-1·K-1*293K = 49356Pa=49.4kPa
點(diǎn)擊咨詢 