摘要：针对某柴油机铝活塞裙部型面及销孔型面接触压力分布不均匀问题,采用拓扑优化设计方法对活塞裙部横向截面椭圆度与销孔型线轮廓通过有限元分析进行协同优化,经优化迭代后重新进行数值仿真计算.仿真结果表明:当活塞裙部横向截面采用叠加修正椭圆,同时基于销孔内外侧直线段长度调控与直径收缩量优化构建双喇叭形销孔结构时,活塞裙部接触压力及销孔接触压力峰值比优化前下降约 6%,同时接触区域面积增大.经台架试验验证,优化后活塞裙部和销孔接触等关键配合部位接触良好,循环载荷作用下活塞表面未出现剥落等异常磨损现象,满足发动机耐久性要求.

摘要：为解决某柴油机连杆在疲劳试验中出现的断裂故障,观察断口的宏观及微观形貌,对连杆进行金相组织分析、能谱分析、非金属夹杂物化学成分及含量等级检验,确定连杆断裂原因,提出改进措施,并对改进后连杆进行疲劳试验和整机耐久试验.结果表明:连杆原材料钢棒中心存在疏松缺陷,经下料切割及高温锻造后在连杆小头顶部产生氧化铁,氧化铁在交变载荷作用下成为疲劳源,导致连杆产生裂纹;连杆中硫化物夹杂含量过高、长度超限且具有方向性,使裂纹向外扩展,加速连杆断裂过程.采取降低钢棒连铸过热度、提高超声波探伤等级、降低硫元素和硫化物含量等改进措施,改进后连杆顺利通过疲劳试验和整机耐久试验,未再发生连杆断裂失效故障,改进措施有效.

摘要：为了验证不同机油泵的性能,提高经济性和生产效率,根据机油泵性能要求,设计研发集成台架总成、驱动系统、油路系统、冷却系统、电气控制和显示系统等在内的、满足多种机油泵测试要求的综合试验台,并进行机油泵流量特性和功率特性试验验证.试验结果表明:设计的机油泵综合试验台能够满足多种机油泵的性能要求,系统操作安全可靠、便捷,控制方式合理,可有效降低劳动强度和生产成本.

摘要：为匹配双级选择性催化还原(selective catalytic reduction,SCR)装置中前级SCR混合器的设计要求,基于Fluent平台,根据化学动力学模型搭建SCR尿素结晶预测模型,预测尿素结晶的质量、位置和成分,通过发动机台架结晶试验验证模型的准确性,重新设计前级SCR混合器并评估其性能.结果表明:低、中、高温工况尿素结晶质量的仿真准确度分别为76%、79%、78%;仿真的结晶位置与试验结晶位置吻合度较好,且结晶位置受排气温度和排气流量的影响;不同温度下的结晶成分与已有相关研究基本吻合;新设计混合器的各项性能指标均优于现有产品,其中抗结晶能力提高约68%;氨均匀性、速度均匀性与背压正相关,氨均匀性与抗结晶能力负相关.

摘要：为解决某拖拉机开发过程中出现的风扇扇叶根部断裂故障,针对某6缸柴油机常用转速区间工况,采用模态分析与频谱分析相结合的方法分析故障原因,据此提出改进方案并进行仿真和耐久试验验证.结果表明:风扇1阶模态频率与发动机3阶激励频率在常用转速区形成共振,导致扇叶根部双向弯曲疲劳失效;采取保持风扇直径不变,扇毂厚度增加2 mm的改进措施后,风扇1阶模态频率由108 Hz提高到150 Hz;改进后的风扇经500 h耐久试验未断裂,改进措施有效.旋转机械系统设计应重点控制关键部件模态频率与激励频率的耦合关系,通过优化结构参数调整模态分布,可在保证性能的前提下规避共振风险.

摘要：为降低机场地勤设备的污染物排放,以某国际机场为研究对象,统计地勤设备的类别及数量,根据地勤设备的实时运行数据确定排放测算的关键参数,计算各类地勤设备的5种污染物排放.结果表明:该机场的地勤设备中,机场小火车(行李车)、传送带车、航餐车、除冰车、飞机牵引车、跑道维护车、地勤代步车的CO、HC、NOx、PM2.5、PM10排放在总排放中的占比分别为78.0％、79.9％、76.4％、79.1％、78.7％.上述车型是机场主要排放源,是推进节能减排的关键.在各类设备中,机场小火车(行李车)由于数量较多,且仍有不少国二排放标准的车辆,因而其各类污染物排放均较高,应通过设备升级降低排放,有效减少该机场的污染物排放.

摘要：为了探明柴油机机体振动信号的频谱特性,利用试验方法及信号分析技术,改变柴油机转速、转矩、机油温度等运行状态参数和配缸间隙,实测缸内燃烧压力及机体振动加速度信号;通过小波包分解方法将机体振动加速度信号分解为16频段,得到各频带的能量,与缸内燃烧压力信号进行对比分析,研究不同因素作用下,小波包各频带能量的变化规律,确定对燃烧状态及活塞敲击状态敏感的频段.结果表明:随转速升高,活塞往复惯性力增大,当转速由1 000 r/min增大到1 600 r/min时,频段16能量增大3.55倍;随转矩增大,各频段的能量都呈增加的趋势;随机油温度升高,多数频段能量变化趋势不明显,但15、16频段的能量仍呈增加趋势;随配缸间隙增大,频段6、7、8、10、15、16的能量显著增加.

摘要：为明确测试系统和尿素溶液品质对粒子数量(particle number,PN)排放二次污染的影响机制,以某国六重型柴油车为试验对象,使用便携式排放测试系统(portable emissions measurement system,PEMS)、全流稀释采样(constant volume sampling,CVS)系统和5种尿素溶液,在底盘测功机平台上试验研究测试系统及尿素溶液品质对PN排放的影响,并对比分析粒径不小于23 nm的粒子数量(记为PN23)排放和粒径不小于10 nm的粒子数量(记为PN10)排放的测量结果.结果表明:由于颗粒计数原理及采样策略的差异,不同排放测试系统测量的PN23排放差异显著;不同尿素溶液品质显著影响PN23排放;PEMS中,所有污染组(添加氯化钙、甲醛、磷酸盐和缩二脲)的尿素溶液均导致PN23排放显著升高,其中添加甲醛的尿素溶液的PN23排放峰值远高于CVS系统;Ca2+对电泳颗粒计数法(electrophoretic particle counting,EPC)存在干扰效应,导致添加氯化钙的尿素溶液的PN23排放显著升高;CVS系统中,仅添加氯化钙和甲醛的尿素溶液的PN23排放显著增加,这可能与固态颗粒物生成及团聚效应有关;不同试验组中PN10排放增幅均高于PN23,表明尿素喷射主要增加粒径为10～23 nm的细颗粒物数量,其中缩二脲对该粒径范围颗粒物生成的促进作用最显著.

摘要：为提高车辆能量利用率,满足重卡用户用电的多样化需求,基于某牵引车搭建 48V微混系统,分析 48V微混系统电机辅助驱动策略及制动能量回收控制策略,采用中国半挂牵引车列车行驶工况(China heavy-duty commercial vehicle test cycle for tractor-trailer,CHTC-TT)进行转毂测试,分析车辆在纯柴油、微混两种状态下的工作特性.结果表明:车辆在微混状态进行CHTC-TT测试时,电机在辅助驱动模式下驱动效率为 89.0%,百公里助力电能为 2.477 kW·h;制动能量回收模式下发电效率为 79.5%,百公里回收电能为 2.924 kW·h;相同循环工况下,与纯柴油状态相比,微混状态下发动机平均转速降低 117 r/min,整车平均负载增加 0.25%,百公里燃油消耗降低 4.17%.48 V微混系统能有效回收电能以辅助发动机驱动及整车用电,改善发动机运行工况.

摘要：通过理论建模、仿真分析和试验验证,全面评估燃料电池混合动力商用车的动力性能与经济性能.从整车动力学出发,分析驱动力、阻力与车辆运动状态之间的动态关系,结合燃料电池、动力电池和电机的特性,建立精确的整车纵向动力学模型和动力总成多层次模型;设计基于规则的能量管理策略,实现燃料电池与动力电池间的动态功率分配.实际路谱工况的仿真结果与试验数据的对比表明:模型在车速、电机功率、燃料电池功率、动力电池功率等方面的相对误差均小于 5%,所建模型精度高且能量管理策略有效.研究结果可为燃料电池混合动力商用车的性能优化和能量管理策略开发提供参考.未来将进一步探索基于数据驱动的动力系统策略,以提高动力对复杂工况的适应能力.

摘要：为明确磁滞损耗在制造过程中的演化规律,从计算精度、适用范围、计算复杂程度等方面对比分析自然状态下和含残余应力的磁滞损耗计算方法的优缺点,并总结磁滞损耗计算方法的发展方向.结果表明:较小的拉应力可提高材料的磁性能,较大的拉应力导致材料的磁性能下降;对于存在残余应力的铁磁材料,应采用随峰值磁感应强度和应力变化的模型参数计算磁滞损耗;对于存在塑性应变的铁磁材料,将模型的非磁滞磁化行为参数和磁畴壁集中系数表示为位错密度的函数,可以较好地预测铁磁材料的磁滞损耗;未来铁磁材料磁滞损耗的计算应考虑残余应力和塑性应变的耦合影响.

摘要：为解决传统集中控制柜集成度低、抗干扰能力弱、空间利用率不足等问题,提出一种基于三层电气网络结构的集中控制柜设计方案,设计控制柜的机械结构、电气系统等部件,并进行工业性试验验证.结果表明:相比传统集控柜,基于三层电气网络结构的集控柜体积减小、质量减轻,减振性能、电磁屏蔽性能和散热性能等显著提高,集控柜的空间利用率提高至85%,散热系统温升改善40%,双曲面减震器振动衰减率为78%,电磁兼容性符合国际电工委员会标准.

摘要：为提高电动汽车车身结构的噪声、振动、声振粗糙度(noise vibration harshness,NVH)性能,基于ANSA平台,构建某电动汽车内饰车身结构有限元模型,合理设定典型激励点位置,仿真分析关键响应点(座椅安装点、方向盘)的振动传递函数(vibration transfer function,VTF)峰值响应情况.仿真结果表明:各响应点的VTF峰值均满足设计要求,车身内饰结构在当前布置与连接条件下对振动传递具有良好的衰减效果.该研究可为电动汽车车身NVH性能的虚拟验证提供参考,具备较高的工程应用价值.

摘要：为提高质子交换膜燃料电池堆的效率稳定性和使用寿命,以典型大型质子交换膜燃料电池堆为研究对象,采用等效刚度模型,仿真分析电堆封装力及其分布,计算不同封装力下的孔隙率和接触电阻,提出燃料电池堆在不同钢带间距条件下的最佳封装力及其选取准则.分析结果表明:钢带间距增大,对应的最优封装力呈增大趋势;钢带间距为40 mm时,最优封装力为32.8 kN,通过应力标准差和应变标准差判断该封装力在合理范围内,此时对应的接触电阻为 5.35 μΩ,孔隙率为 0.747.

摘要：为解决某新型发动机在耐久试验时出现的气缸套穴蚀故障,分析气缸套刚度、发动机扭振及其他可能导致气缸套穴蚀的原因,并提出改进措施;对改进后的气缸套装机进行500 h发动机耐久试验.结果表明:气缸套刚度不足且整机振动过大是导致该发动机气缸套发生穴蚀的主要因素,且二者相互耦合,加剧了穴蚀进程;增加气缸套壁厚、对气缸套外壁及凸肩表面实施滚压工艺、调整气缸垫片位置等可以提高缸套刚度;优化飞轮转动惯量可以消除发动机主要振动激励源,减小发动机振动;发动机耐久试验后,气缸套外壁光滑,内壁未出现异常磨损,气缸套穴蚀故障得到解决.

摘要：为解决燃气-蒸汽联合循环发电机组试运行或生产运行中发生的异常振动问题,以某9F级燃气-蒸汽联合循环发电机组为例,分析响应扰力激振的基础底板、立柱、框架等构件的单质点、单自由度的振型,梳理机组扰力的产生、传递、激振响应过程及振动异常的主要原因;通过对比轴振(相对位移)、瓦振(绝对速度)的实测结果与标准限值,判断振动异常特征,并采取相应的降振措施.结果表明:立柱和框架的水平径向振动、水平轴向振动、底板竖向振动的单自由度与自振频率对发电机组振动起重要作用;机组轴系振动是多种振动的叠加,采用轴振、瓦振监测可有效判断机组异常振动;通过排查机组异常振动的不良因素,发现燃气轮机转子存在质量偏心是造成该机组异常振动的主要原因;结合动平衡试验,制订整改方案(在燃气轮机第7轴瓦侧增加质量为700 g的配重块,键相为∠60°;在燃气轮机第8轴瓦侧增加质量为800 g的配重块,键相为∠240°,在燃气轮机压气机轮盘处增加质量为1 038 g的配重块,键相为∠220°),可有效解决机组异常振动;该分析方法可为类似机组异常振动的诊断与控制提供参考.

摘要：对置二冲程柴油机具有热效率高、结构紧凑等优势,与其匹配的轴向磁通发电机磁电转化能力强,占用空间小,二者进行一体化融合设计可以满足特种车辆发电系统对动力源高热效率和高紧凑性的要求.对置二冲程柴油机换气过程不易控制,易造成废气掺混残余,新鲜空气短路流出,换气效果差;采用侧置喷油,远端空气利用难,活塞热负荷高,油气混合控制难;与发电机一体化设计,总体设计参数多,结构设计难.针对上述问题,开展小型高紧凑对置二冲程柴油发电系统的燃烧、换气和总体设计等方面的研究.

摘要：为减小某重型汽车电驱动桥因啮合冲击、偏载及传动误差引发的振动噪声,基于分析软件建立其电驱动桥二级齿轮减速系统模型,将齿廓修形与齿向修形相结合,以最小化传动误差波动和齿面接触应力为优化目标进行多目标优化,确定一级、二级减速主动齿轮的渐开线齿廓斜度、渐开线齿廓鼓形、齿向斜度、齿向鼓形等修形参数,并进行仿真分析验证.结果表明:采用多目标寻优方法确定一级、二级减速主动齿轮的渐开线齿廓斜度分别为1.82、2.33μm,渐开线齿廓鼓形分别为2.01、0.15 μm,齿向斜度分别为0.704、-3.200 μm,齿向鼓形分别为0.185、0.443 μm;优化后齿轮的仿真分析显示,传动误差峰峰值最大降幅为82.5％,齿轮最大接触应力最大降幅为18.8％,齿面单位长度载荷最大降幅为21.4％,优化后的齿轮应力分布及齿面载荷分布更均匀,有效减小了传动系统齿轮啮合振动噪声.

摘要：为解决质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)在超低温环境下起动困难的问题,提出解决氢燃料电池冷起动困难问题的方案,通过氢燃烧器产生高温燃气,经换热器加热冷却液,由冷却液小循环提高电堆温度,以缩短冷起动时间,提高燃料电池冷起动性能.采用计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)方法,基于AVL_FIRE软件建立管壳式换热器三维仿真模型,对换热器换热性能进行数值分析与迭代优化;针对初始模型换热效率低、冷却液温度分布不均等问题,提出缩短换热器进出口长度并调整铜管分布、增设挡板改变气流路径、增大流体进口管径、减小换热器长度削除尾部低效换热区域等4种优化方案.仿真结果显示:第4种优化方案使冷却液出口温度较进口温度提高36 K,满足冷起动系统对冷却液温升的要求,为最佳选择方案.

摘要：为提高发动机铸铝零部件气密检测的可靠性并降低试车泄漏故障率,设计试验方案,通过试验分析水检法与差压测试法协同气密检测、高温水检法的可靠性.结果表明:合格铸铝件的首测压差范围为336～354 Pa,复测压差范围为260～281 Pa,二者差异较大;根据压差判断的泄漏结果与观察结果存在不一致的情况,水检法与差压测试法协同气密检测的可靠性较低,不适用于铸铝件气密检测;水温升高后,铸铝件的泄漏现象加剧,并识别出新漏点,高温水检法有效提高了铸铝件气密检测的可靠性.