摘要：为准确测量甲醛排放的不确定度,从人员操作、分析仪器、标准气体、标准溶液、试验标准循环、试验环境条件等方面分析影响重型甲醇发动机甲醛排放不确定度的测量因素,建立甲醛比排放数学模型,采用冷态全球统一瞬态循环(world harmonized transient cycle,WHTC)台架试验计算甲醛排放的相对标准不确定度.结果表明:甲醛比排放不确定度与重复测量、甲醛质量浓度、稀释因数、排气稀释后总体积、实际循环功的相对标准不确定度有关,其中稀释因数的影响较大;冷态WHTC试验平均甲醛比排放为41.6 mg/(kW·h),甲醛排放测量标准不确定度为1.29 mg/(kW·h),扩展不确定度为2.58 mg/(kW·h).

摘要：为解决传统降噪系统效率低、设计复杂、噪声控制效果不稳定等问题,基于声学超材料设计一种迷宫式超材料结构,采用COMSOL软件仿真分析迷宫式声学超材料对声波传播方向及不同频率声波的影响,通过试验验证超材料个数对噪声声压级的影响.仿真结果表明:迷宫式声学超材料改变声波的传播方向,形成异常反射以降低噪声声压级;超材料厚度与声波频率有关,可针对不同频率的噪声设计超材料结构,实现精准降噪.试验结果表明:声波频率为 2 kHz时,采用迷宫式声学超材料可使声压级均方根从 83.47 dB降至 74.85 dB,噪声明显降低;随着超材料个数增加,声压级均方根持续降低,降噪效果越好,但超材料个数过多导致整体结构质量增大,建议实际应用时选择一组(2 个)或两组(4 个)超材料,此时降噪效果较佳.

摘要：针对欧Ⅶ排放标准对制动磨损颗粒物排放提出的新要求,深入解读欧Ⅶ排放标准中制动磨损颗粒物限值、测试方法和测试设备要求,设计面向欧Ⅶ排放标准的制动磨损颗粒物测试惯量制动台,系统集成颗粒物测量系统、自动控制系统及机械-电惯量混合模拟技术,并提出适配不同场地条件的整体实验室布局型式.实际应用结果表明:该惯性制动台能够准确测量固体颗粒数、总颗粒数、PM25、PM10,该设计方案不仅能满足欧Ⅶ排放标准中制动磨损颗粒物测量要求,还可以提高测量的准确性,降低成本,优化空间.

摘要：为提高方形锂离子电池散热性能,设计新型液冷流道结构,基于Fluent仿真软件构建电池生热与流体传热耦合模型,仿真分析新型液冷流道中冷却液流速、入口温度及流道厚度对冷却效果的影响.结果表明:新型流道使电池组最高温度降低8.26 ℃;流速增大,电池最高温度降低,电池温差变化不大,液冷流道压差明显增大;入口温度降低,电池组最高温度降低,温差在合理变化范围;流道厚度增大,电池组最高温度升高,压差减小,温差在合理变化范围.为实现更高效率与更低能耗的协同目标,需在散热性能与泵功耗间寻求平衡,流速为0.4 m/s、流道厚度为3 mm为较佳选择方案.

摘要：为精准评估柴油机喷油泵的可靠性,提出一种喷油泵动力学计算方法,通过AVL Excite软件建立某柴油机用喷油泵动力学模型,综合考虑转速波动、油压、零部件刚度等因素的影响,对衬套油膜厚度、凸轮轴强度、输出转矩进行动力学分析,并与试验结果进行对比.结果表明:使用该方法计算得到的凸轮轴衬套油膜厚度和凸轮轴强度与实际故障情况相吻合;仿真计算得到的喷油泵输出端转矩与试验结果的平均峰值相对误差约为5％,设计的喷油泵模型可以用于喷油泵动力学计算及可靠性评估.

摘要：针对某Curtis型自由活塞发动机扫气性能优化问题,以目标扫气点与轴线的距离、侧向进气口倾角、排气口对侧进气口倾角为设计变量,基于Box-Benhnken响应面法设计试验方案,构建以充气效率、扫气效率、困气效率、给气化为优化目标的响应面模型;在此基础上引入合意度函数实现多指标综合优化,获得兼顾充气、扫气、困气与短路损失的最优端口几何参数组合.仿真结果表明:当目标扫气点与轴线的距离为11.86 mm、排气口对侧进气口倾角为46.01°、侧向进气口倾角为40.37°时,发动机扫气综合性能最佳,对应的充气效率为1.061,扫气效率为0.977,困气效率为0.331,给气比为3.205.研究表明,响应面-合意度一体化方法可为自由活塞发动机进气口几何参数的多目标优化提供有效的设计依据与参数选型参考.

摘要：为提高柴油机颗粒捕集器(diesel particulate filter,DPF)的可靠性并为其主动再生控制提供参考,通过发动机台架试验研究DPF积碳过程的压差特性以及主动再生时DPF内部温度的变化规律.结果表明:DPF在不同积碳阶段的压差特性存在较大差异,再生后再次积碳过程的DPF压差较再生前平均降低约2 hPa;正常主动再生过程中,DPF内部轴向温度从前向后依次升高,DPF后端面位置的温度最高,为715℃,径向温度分布存在差异,表明DPF内部燃烧不均匀;再生过程降怠速(drop to idle,DTI)工况下DPF内部温度快速升高,可达到1 034℃;当碳载量大于4g/L时,DPF内部温度随碳载量呈线性快速上升趋势;较高的氧化催化器起燃速率使得DPF内部温度短时间内快速升高,当起燃速率为6.5 ℃/s时,DPF内部温度达到1 076℃;主动再生DTI 工况、较大的碳载量及较高的起燃速率,是增大DPF再生过程热风险的主要因素,在实际应用中应合理控制.

摘要：为分析某固定车箱式矿车箱体的动态特性,采用SolidWorks软件建立箱体几何模型,选取车辆满载弯曲、满载极限扭转、满载制动3种工况进行有限元模态仿真,并与路面激振频率进行对比分析.结果表明:车辆满载弯曲工况、极限扭转工况、制动工况下,箱体最大变形分别为0.079、2.968、2.493 mm,满足最大变形限值要求;3种工况下箱体最大应力分别为14.996、86.108、45.663 MPa,满足最大应力不超过168 MPa的限值要求;路面激振频率为14.985 Hz,箱体一阶固有频率为19.161 Hz,箱体固有振动频率避开了外界激励频率,避免了耦合共振,矿车箱体运行平稳性良好.

摘要：在满足轻型货车整备质量限值要求的前提下,为降低轻型货车板簧质量,采用玻璃纤维-环氧树脂复合材料替代传统钢材,对板簧进行轻量化设计与分析.采用三维建模软件Creo构建复合材料板簧几何模型;基于设计刚度150.0(1±5％)N/mm的要求,通过有限元仿真确定纤维铺层厚度比,并分析板簧在静态垂向、制动和转弯工况下的强度;结合台架试验对模压工艺制备的复合材料样件进行验证.结果表明:对比原板簧,采用纤维方向与样件长度方向夹角为0°、45°的玻璃纤维-环氧树脂复合材料,铺层比例为6∶5时,板簧质量由 26 kg降为10 kg,板簧质量降低61.5％;板簧仿真刚度为153.1 N/mm,台架试验测试板簧实际刚度为155.0 N/mm,均处于设计刚度允许偏差范围内;该复合材料板簧各工况下的安全因数均大于1.20,且台架疲劳寿命达到30万次未失效,满足使用要求.

摘要：为提高柴油机装配质量和冷试性能,基于柴油机装配冷试基础数据集,选取加州大学欧文分校(University of California Irvine,UCI)机器学习资料库标准数据集中的Seeds、Wine、Wdbc三种数据集,对比支持向量机(support vector machines,SVM)模型、组合智能算法改进后SVM模型、Transformer模型应用于冷试异常数据的分析效果.结果表明:SVM、改进后SVM,Transformer模型对正常数据和异常数据分类的准确率分别为85.20％、92.54％、97.94％;相比SVM、改进SVM模型,Transformer模型的分类准确率有较大的提高,可用于分析参数异常;排气压力与转矩关系密切,排气压力较大造成转矩增大;排气门开启时间过长导致进气真空度异常,验证了 Transformer模型对发动机装配异常识别方法的有效性.

摘要：针对氨气燃烧时存在的点火困难、火焰速度低、可燃性范围窄、NOx 排放高的问题,综述氨燃料特性及制备方法,总结氨气在内燃机上的应用,分析氨气燃烧产生NOx 排放的机理,探讨降低NOx 排放的措施,并提出氨燃料内燃机的发展方向.结果表明:氨燃料的自燃温度较高,火焰传播速度较慢,点火延迟较长,通过优化燃烧控制以及与其他燃料的混合,能够提高其燃烧性能并减少环境污染;氨气可以通过化学合成、生物质转化和水的电解等多种方法生产,电化学合成氨是目前最有前途的合成氨气途径之一;混合燃烧和富氧燃料可以提高氨气的燃烧速度;氨燃烧时产生的NOx 主要来自氨气中的氮元素,通过选择性催化还原、分级燃烧、中度或高强度低氧稀释燃烧等技术,可以显著减少氨燃料燃烧过程中NOx 排放,改善氨气燃烧对环境的影响.

摘要：为解决传统机械调速器难以满足现代柴油机性能需求的问题,通过运算放大器构建比例积分微分(proportion integration differentiation,PID)电路,集成转速采集模块、转速设定模块、PID调速模块和功率放大模块,设计一种基于模拟PID控制的多功能无差式电子调速控制器,采用硬件电路实现起动油量控制、怠速/额定工况切换及PID参数独立调节,并结合突加、突卸负载工况台架试验验证调速器控制性能.台架试验结果表明:突加、突卸负载工况下转速波动率不大于0.2％,稳态调速率为0,瞬态调速率小于7％,突加、突卸负载工况的稳定时间约为6～7s,性能满足二级调速性能指标,该控制器结构简洁、抗干扰强,具有一定的工程应用价值.

摘要：分析某涡轮航空发动机过渡态加减速过程的控制方式,采用AEAYS-606 软件搭建过渡态仿真模型,通过调节压气机换算转速实现加减速供油控制算法,结合功率提取法实现过渡态工况仿真,分析不同加减速控制策略对发动机性能的影响.结果表明:加减速供油设计旨在实现加减速时间最短,且需避免加减速过程中各参数超出或逼近各部件稳定边界目标;对比不同的加速控制,加速过程中为了加速时间缩短 2s,最高涡前温度需提高 1.4%,压气机稳定裕度减小约 4%,发动机寿命和稳定性急剧下降,应根据发动机实际应用需求选择适宜的加速控制策略;不同的减速控制策略下,压气机裕度均明显提高,但减速时间少于 3s时,减速过程中主燃烧室最小油气比低于主燃烧室熄火油气比边界,主燃烧室存在熄火风险.

摘要：为提高发动机燃烧效率并有效降低污染物排放,总结甲醇、乙醇、丁醇等醇类燃料的理化特性,综述醇类燃料对发动机及燃料电池性能的影响.分析结果表明:醇类燃料能有效降低发动机污染物排放、提高燃烧效率;醇类燃料对双燃料发动机性能的影响因工况而异,通过协同优化燃料喷射策略与废气再循环率,可有效提高发动机综合性能;当甲醇、乙醇用作燃料电池燃料时,需改善质子交换膜的渗透率;采用重整制氢技术时,应综合考量催化剂成本.

摘要：基于三维数值模拟方法,仿真分析起动过程中喷油规律曲线的靴形长度和进气温度对汽油/生物柴油反应活性控制压燃(reactivity controlled compression ignition,RCCI)发动机燃烧及排放特性的影响规律.结果表明:增大喷油规律中的靴形长度可提高喷油后期的喷射速率,促进生物柴油的雾化和混合,进而提高缸内压力、热释放率峰值、指示平均有效压力,减少CO排放,但导致NO排放增加;当进气温度较低时,可采用长靴形的喷油规律曲线形状,提高燃烧效率,以防失火;较高的进气温度有助于改善燃烧稳定性,减弱喷油规律曲线形状对燃烧过程的作用,并显著降低CO排放.

摘要：为满足不断升级的排放标准对柴油机污染物排放日趋严格的要求,采用AVL Cruise M软件建立双选择性催化还原(selective catalytic reduction,SCR)系统仿真模型,基于全球统一瞬态测试循环(world harmonized transient cycle,WHTC)分析紧耦合SCR和后级SCR体积分配对NOx和N2O排放、尿素喷射的影响.结果表明:紧耦合SCR体积减小,其下游NOx累计排放先减少后增多,N2O累积排放逐渐减少,第二级尿素喷射提前;后级SCR体积增大,NOx比排放减少但N2O比排放增大,第二级尿素喷射延迟;最优紧耦合、后级SCR体积分别为1/3V、V(V为现有某国六柴油机SCR的体积),此时对应的冷态WHTC、热态WHTC、加权NOx比排放分别为0.609、0.037、0.119 g/(kW·h);冷态 WHTC、热态 WHTC、加权 N2O 比排放为 0.222、0.218、0.219 g/(kW·h).双SCR系统体积优化分配后,NOx与N2O排放均较低.

摘要：针对传统的燃油矿用卡车油耗大、碳排放高、环境污染严重等问题,以柴油矿卡为原型,采用串联式结构建立增程式矿卡混合动力系统模型,设计复合功率跟随策略和基于电池荷电状态(state of charge,SOC)反馈的自适应等效燃油最小消耗策略(advanced equivalent consumption minimization strategies,A-ECMS),利用 AVL Cruise软件搭建整车模型,通过MATLAB/Simulink嵌入控制策略进行联合仿真,评估两种能量管理策略的控制效果.结果表明:两种策略下矿卡的仿真车速与需求车速高度相符,动力系统能够满足不同运行工况下的动力需求和能量分配;A-ECMS策略下动力电池最终SOC比复合功率跟随策略更接近初始值,偏差仅为0.3％且波动较小,百公里等效燃油消耗比复合功率跟随策略低2.36 L.综合考虑动力电池的SOC波动以及矿卡的等效燃油消耗,A-ECMS策略更具优势.

摘要：针对基于控制器局域网络(controller area network,CAN)总线J1939协议的请求响应类报文传统开发方式配置参数复杂、软件升级适应性差的问题,结合请求响应类报文不同协议数据单元(protocal data unit,PDU)格式、参数组编号(parameter group number,PGN)请求报文传输方式对应的数据响应及传输协议连接管理下广播公告消息(broadcast announce message,BAM)、请求发送(request to send,RTS)报文、准备发送(clear to send,CTS)报文、消息结束应答(end of message acknowledgment,EMA)报文与放弃连接(connection abort,CA)报文5种报文格式的组成与属性,优化报文数据处理流程,采用PDU1格式下特定请求报文特定单包响应、PDU2格式下特定请求报文全局单包响应、PDU1格式下特定请求连接模式下的请求发送报文多包响应、PDU2格式下全局请求广播公告消息报文多包响应4种数据传输类型进行验证.结果表明:请求响应类报文开发采用优化后的数据传输流程,报文数据配置更灵活,标定参数减少,升级流程简化,PGN请求报文识别灵活,自适应响应能力提高.

摘要：为解决气缸盖在船用发动机台架试验中出现的渗水问题,采用宏观分析、无损探伤、力学性能测试、化学成分分析、扫描电子显微镜形貌分析、能谱分析和金相分析等系统理化检验手段,分析气缸盖渗水原因,并提出改进措施.结果表明:气缸盖内部存在球化渣缺陷,在发动机台架试验的循环高温、交变应力作用下,部分密集球化渣缺陷相互连接形成贯穿气缸盖壁的通道,是导致船用发动机气缸盖渗水的主要原因;通过改进气缸盖铸造工艺,在成品检验过程中增加气密性试验,可以有效防范气缸盖渗水风险.