• 基于AM-CNN-LSTM模型的柴油机NO_x排放预测

    刘星;周圣凯;田淋瑕;邓小超;林鹏慧;刘泽都;雷艳;

    为精确控制选择性催化还原(selective catalytic reduction, SCR)系统的尿素喷射,提出一种基于注意力机制(attention mechanism, AM)的卷积神经网络(convolutional neural networks, CNN)-长短时记忆网络(long shortterm memory, LSTM)模型预测柴油机NO_x排放的方法,根据柴油机NO_x生成机理和车辆实际道路测试采集的数据选取相关变量;使用AM-CNN模型提取特征,利用LSTM模型对提取的特征进行分析预测NO_x排放。结果表明:该混合模型对NO_x排放的预测精度较高,计算时间较少,平均绝对误差为5.307×10~(-6),决定系数为0.932。根据预测模型中输入参数权重分析影响NO_x生成的关键因素,可以为优化柴油机燃烧过程提供参考。

    2024年02期 v.41;No.200 1-10页 [查看摘要][在线阅读][下载 1437K]
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  • 零碳/碳中性燃料在内燃机上的应用

    <正>为节能降碳,降低化石燃料内燃机污染物的排放,以氢、氨、甲醇等为代表的零碳/碳中性燃料得到广泛关注,我国发布了一系列政策和项目支持该类燃料的研发和应用,与传统碳氢燃料理化特性和燃烧特性的差异是零碳/碳中性燃料在实际应用中的难点。基于国家自然科学基金和安徽省重大专项支持,合肥工业大学汽车与交通工程学院先进能源与燃烧技术团队提出,通过多种零碳/碳中性燃料互补融合混合燃烧方式解决以上难题,并在零碳/碳中性燃料应用方面取得了一系列创新性成果。

    2024年02期 v.41;No.200 2页 [查看摘要][在线阅读][下载 627K]
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  • 燃料电池极板过渡区结构的优化设计

    赵明;李国祥;王桂华;白书战;

    为解决质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cells, PEMFC)反应区流道燃料分配不均匀性,采用计算流体力学方法对流道燃料流动进行仿真,采用变异系数对不同方案进行评价,研究过渡区中圆柱体积占比、圆柱排列方式、圆柱到流道距离、过渡区圆柱开孔率对燃料分配均匀性的影响。结果表明:采用圆柱导流的燃料分配均匀性优于导流道导流;过渡区圆柱采用正方形排列时燃料分配均匀性最佳;增加圆柱到流道的距离,各流道燃料分配均匀性呈现先升高后下降的趋势,距离为3 mm时均匀性较好;过渡区开孔率约为11.4%时燃料分配均匀性较好,过大过小都会造成分配均匀性恶化。

    2024年02期 v.41;No.200 11-18+27页 [查看摘要][在线阅读][下载 1550K]
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  • 某电动皮卡动力系统匹配与性能优化

    赵强;孙楠楠;王晓艳;贾德民;王聪;韩凯;

    基于某电动皮卡整车性能需求,计算匹配动力系统关键零部件的性能参数,利用Cruise M软件搭建仿真模型并进行模型验证,输入仿真工况对基础传动系统模型计算,得到该模型在中国轻型商用车测试循环(China light-duty vehicle test cycle-commercial, CLTC-C)工况的耗电量、0~100 km/h的加速时间和最大爬坡度;在兼顾经济性和动力性的前提下,研究传动比对整车性能的影响规律,提出2种驱动电机优化方案,在传动比为11.8时对比驱动电机优化前后车辆的性能。结果表明:基础方案下,CLTC-C工况的耗电量为3.286 kW·h, 0~100 km/h的加速时间为13.33 s,最大爬坡度为33.5%,无法满足整车性能指标要求;随着传动比增加,整车动力性能改善,但经济性能降低;传动比为11.8时,与基础方案相比,方案一的电机峰值效率提高了1.15%,峰值转矩提高了60 N·m,峰值功率提高了20 kW,方案一车辆的动力性能得到提高且满足指标要求,经济性能得到提高但仍然无法满足指标要求;方案二的电机峰值效率提高了0.2%,峰值转矩提高了15 N·m,峰值功率提高了21 kW,方案二的动力性能和经济性能均得到提高且满足指标要求。

    2024年02期 v.41;No.200 19-27页 [查看摘要][在线阅读][下载 1423K]
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  • 某发动机后处理装置气流再生噪声分析与改进

    崔志勇;陈志响;王宁波;马庆镇;翟旭茂;

    为降低某发动机后处理装置气流再生噪声,采用计算流体动力学(computational fluid dynamics, CFD)建立后处理装置气流再生噪声有限元模型,进行噪声源强度分析,确定气流噪声最大声压级在出口管后排穿孔处。设计出口管穿孔结构改为插管结构和封堵后排穿孔2种优化方案,进行声压级及传递损失仿真对比;将采用封堵后排穿孔的后处理装置结构与原方案进行车辆加速行驶测试对比。仿真结果表明,2种优化方案的气流噪声声压级均降低,且不影响后处理装置降噪能力。测试试验结果表明,采用封堵后排穿孔的后处理装置结构,噪声明显降低,由流体流动引起的宽频噪声几乎消失,噪声总声压级由原来的90.4 dB下降到82.3 dB。

    2024年02期 v.41;No.200 28-33+64页 [查看摘要][在线阅读][下载 1151K]
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  • 叉车柴油机加速工况声品质改进试验研究

    汪会斌;余磊;樊士贡;谢俊杰;

    为降低某叉车柴油机加速过程中的噪声,试验分析柴油机加速异响产生的原因,研究喷油规律对加速噪声的影响,分析声品质参数,并提出改进方案。试验结果表明:柴油机急加速“嘎嘎”声是由燃烧过程缸内压力升高率过大导致,增加预喷量可以在一定程度上降低噪声水平,但对加速异响几乎没有影响;减小喷油提前角可以轻微降低加速异响;降低轨压上升率可以明显降低加速异响,轨压上升率由150 MPa/s降低至100 MPa/s,柴油机加速时异响消失,响度的变化趋势与声压级基本一致,尖锐度和粗糙度降低,声品质明显提升。

    2024年02期 v.41;No.200 34-39页 [查看摘要][在线阅读][下载 1435K]
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  • 某汽油机本体振动噪声分析及优化

    张宝平;李凯;郭宇;王卓;路建华;刘龙军;

    为解决某汽油机本体振动大问题,通过噪声、振动、声振粗糙度(noise vibration harshness, NVH)测试分析,确定导致发动机本体振动大的原因;研究缸体模态提升和燃烧优化对降低发动机振动噪声的效果,并设计专项试验进行对比验证。发动机NVH性能测试和声学相机测试结果表明发动机本体振动大的原因为发动机结构较弱和燃烧激励较大。安装曲轴箱加强板后缸体模态提升显著,缸体一阶扭转模态频率提高了61.4%,一阶弯曲模态频率提高了5.7%,缸体裙部振动下降明显;在链轮室盖增加固定螺栓后,振动加速度导纳和由3.2 g/N降低到1.2 g/N,相同激励下部件产生振动噪声的风险显著降低;燃烧优化后,发动机特定转速点的整体(含附件)振动能量降低明显,但发动机动力性、经济性略有下降,需要综合评估燃烧优化对整机性能的影响。

    2024年02期 v.41;No.200 40-47页 [查看摘要][在线阅读][下载 1673K]
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  • 基于传递路径的加速行驶车外噪声源识别与改进

    李毅;谢运和;何嘉洋;

    为降低某乘用车加速行驶车外噪声,通过加速行驶车外噪声试验采集目标点数据,分析目标点噪声曲线及车辆位移曲线,得出目标点最大噪声时的车辆位置;建立车辆加速行驶车外噪声主要声源部件到车外目标点传递路径模型,通过频谱分析噪声频率;利用传递路径分析判断主要噪声源,并对主要噪声源发动机进行优化。结果表明:最大噪声时车辆位于超过测试场地中心线4.6 m处,最大噪声源为发动机,噪声频率为140~180 Hz;将发动机转速为4 500 r/min时转矩上升初始值减小后,车外噪声降低了2.6 dB,满足标准限值要求。传递路径分析方法可为加速行驶车外噪声源识别和改进提供参考。

    2024年02期 v.41;No.200 48-52页 [查看摘要][在线阅读][下载 1109K]
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  • 基于HyperMesh的乘用车驾驶室NVH性能分析

    程楷博;钟兵;吴芷红;

    为测定某乘用车驾驶室噪声、振动、声振粗糙度(noise vibration harshness, NVH)性能,采用有限元软件ANSA建立车辆内饰车身模型,HyperMesh建立驾驶室声腔模型,并采用HyperMesh将车身模型与声腔模型耦合连接,进行声腔模态分析和噪声传递函数分析。声腔模态分析结果表明:驾驶室声腔模型各阶次声压分布基本处于对称状态,符合车内声压分布规律,声腔模态结构合理。噪声传递函数分析结果表明:在不同方向、不同位置的激励作用下,驾驶员右耳处最大声压级为55.60 dB,未超出57 dB的限值规定;后排乘客右耳处最大声压级为56.25 dB,未超出58 dB的限值规定,车辆驾驶室满足NVH性能要求。

    2024年02期 v.41;No.200 53-58页 [查看摘要][在线阅读][下载 1334K]
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  • 基于PEMS测试的工程机械柴油机排放特性

    李远;黄亚强;黄志强;阚海;郑建;

    以某非道路国四大功率挖掘机为对象,采用便携式排放测量系统(portable emmission measurement system, PEMS)测试方法研究其在不同工况实际作业的排放特性,计算基于功率、时间和油耗的气态污染物排放因子,并分析基于时间加权与功基窗口法的气态污染物比排放差异。研究结果表明:挖掘机实际作业工况主要分布在中高转速和负荷区域,行走工况和作业工况下柴油机输出功占总输出功的96%;挖掘机实际作业环境下的油耗特征分布与工况有关,怠速工况的燃油消耗率最高,为408.65 g/(kW·h);怠速工况NO_x和CO基于功率的排放因子明显高于行走和作业工况,CO和NO_x基于功率、时间、油耗的排放因子在行走和作业工况下基本处于同一水平;冷起动工况下NO_x排放因子和NO_x排放质量均最大;基于时间加权的气态污染物比排放大于功基窗口法,NO_x比排放偏高约1.9倍。

    2024年02期 v.41;No.200 59-64页 [查看摘要][在线阅读][下载 960K]
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  • 基于压前管路的某V型天然气发动机燃气混合均匀性优化

    杨鹏;孙放;侯岩舒;李德华;高坤;

    为解决某V型天然气发动机两侧气缸燃气混合不均匀的问题,采用计算流体动力学软件建立压气机前、后管路模型,分析混合不均匀原因,优化混合器安装角度、压前管路结构,并进行仿真和发动机性能试验验证。仿真结果表明:混合气在流体运动产生的离心作用下向压前弯管内侧聚集,导致两侧气缸混合气不均匀;将混合器安装角度旋转45°,两侧气缸天然气质量分数偏差由压前管路的0.195降为0.129,说明混合均匀性有改善,但幅度不大;将压前管路光滑过渡弯头改为直角弯头,两侧压气机入口处天然气质量分数偏差由优化前的0.195降为-0.005,混合均匀性明显得到改善。改进前、后的发动机性能试验结果表明:优化后,两侧缸内平均爆发压力相对偏差由14.5%降为9.0%。两侧缸内平均爆发压力偏差与天然气质量分数偏差有较好的吻合性,说明优化压前管路结构可明显提高发动机混合均匀性。

    2024年02期 v.41;No.200 65-71页 [查看摘要][在线阅读][下载 1268K]
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  • 瓦斯发动机气源波动适应性分析及改进

    徐凯峰;郭进举;李治朋;夏立敏;陈毅;

    为解决低浓度瓦斯气源波动造成的发动机功率波动、分闸、放炮、停机等故障,进一步提高瓦斯发动机气源波动适应性,以某12缸低浓度瓦斯发动机配套机组为研究对象,分析瓦斯气源波动对发动机性能的影响;增加故障降载功能对发动机控制系统进行优化,并进行试验验证。结果表明:瓦斯中甲烷的体积分数变化率低于0.1%/min时,发动机功率波动不大,控制系统能够通过闭环控制使发动机恢复到稳定状态;瓦斯中甲烷的体积分数变化率大于1%/s时,发动机运行在额定功率的90%、50%工况时,功率波动较大,试验过程中伴有放炮现象;在瓦斯发动机控制系统中增加故障降载功能及进行参数标定后,当气源剧烈波动时,控制系统及时降低发动机功率、快速修正瓦斯流量,使发动机安全平稳度过瓦斯波动期,增强发动机瓦斯气源波动适应性。

    2024年02期 v.41;No.200 72-77页 [查看摘要][在线阅读][下载 1061K]
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  • 发动机机油综合性能台架试验评价方法

    王兆远;叶辉;

    为快速准确评价机油与发动机的匹配情况,以某2.0 L柴油机为研究对象,设计机油综合性能台架试验评价方法,测试并改进机油配方,考核机油综合性能,并进行实车道路验证。以机油针对性评价要求为基础,设计以全速全负荷工况、中间转速高转矩工况为主,道路行驶常用工况、烟度极值工况、怠速工况为辅的台架试验循环。通过机油综合性能台架试验测得机油性能参数与实车道路试验的吻合度较高,并具有一定的苛刻度,可等效替代实车道路试验评价。

    2024年02期 v.41;No.200 78-84页 [查看摘要][在线阅读][下载 1124K]
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  • 某柴油机连杆运行全过程疲劳分析

    孙久洋;张洋洋;王厚权;高坤;陈海瑞;宫继儒;

    为解决某柴油发动机捣缸故障,通过连杆受力、疲劳试验及有限元仿真分析确定故障原因。分析结果表明:连杆大头垂直于杆身方向受力主要由连杆自身惯性力引起;疲劳试验仅能反映连杆最大拉伸载荷及压缩载荷下的受力情况,不能体现其他时刻连杆受力情况;连杆定位齿形处疲劳安全因数最小,为1.05,确定连杆定位齿形处产生疲劳断裂,导致发动机出现捣缸故障。对连杆加工工艺进行改进,将齿形定位改为胀断定位,解决了定位齿形疲劳安全因数较低的问题,未出现发动机捣缸故障。

    2024年02期 v.41;No.200 85-89+96页 [查看摘要][在线阅读][下载 1065K]
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  • 船用柴油机连杆断裂失效分析

    刘凯;仇立兵;朱奎;王树纲;

    为解决某船用柴油机连杆断裂失效故障,分析连杆断口宏观及微观形貌、金相组织及非金属夹杂物、化学成分及力学性能,确定连杆失效原因,提出改进措施并进行验证。分析结果表明:连杆螺纹孔根部加工粗糙造成应力集中,连杆中非金属夹杂物较多,且存在与螺纹根部呈一定角度的带状偏析,导致非金属夹杂物在螺纹根部露头,加剧应力集中,在交变力作用下产生裂纹并扩展,使连杆断裂。采取降低连杆非金属夹杂物含量、变更连杆锻造工艺、提高连杆螺栓孔加工质量等改进措施后,进行约4 000 h实机运行验证,未再发生连杆断裂故障。

    2024年02期 v.41;No.200 90-96页 [查看摘要][在线阅读][下载 1246K]
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  • 电动汽车动力电池SOC估计

    唐旭;叶今禄;肖锦涛;汤道宽;宋海涛;谭先琳;

    为准确评估电动汽车锂离子电池荷电状态(state of charge, SOC),构建二阶电阻电容等效电路模型,通过递推最小二乘法识别等效电路模型参数,采用开路电压放电试验获取动态应力测试(dynamic stress test, DST)工况下开路电压与SOC之间的函数关系,在DST工况下对比分析开路电压法、卡尔曼滤波法、扩展卡尔曼滤波法估算的SOC及误差。结果表明:卡尔曼滤波及扩展卡尔曼滤波2种算法与开路电压法SOC估算结果吻合性较好;卡尔曼滤波法最大SOC估计误差为0.017,扩展卡尔曼滤波法最大SOC估计误差为0.013,均满足SOC估计误差不得超过0.050的标准要求,但扩展卡尔曼滤波算法精度更高。

    2024年02期 v.41;No.200 97-102页 [查看摘要][在线阅读][下载 1191K]
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