设计与智能制造2023年学术年会
基本信息
2023-10-20
2023-10-23
中国内燃机学会;十堰市人民政府
设计与智能制造分会;基础件分会;新材料与表面技术分会;汽油机气体机分会
会议论文集/摘要集
1. 端面和周边进气转子机混合气形成与燃烧特性的对比研究
摘要： 基于CONVERGE，构建经试验验证的汽油/氢气双燃料转子机三维模型，对比分析端面进气和周边进气对掺氢转子机缸内流场、燃烧过程以及排放物形成与分布的影响。结果表明：两种进气方式缸内流场的变化规律类似；端面进气涡量变化幅度较大；点火时刻端面进气缸内流速比周边进气快7 m/s。相比于周边进气燃烧过程，端面进气的OH、H、O生成量更多，速率更快，火焰传播过程也较快；两种方式缸压峰值和温度最大值均随掺氢量增加而升高，相同工况下周边进气较小。排气门打开时端面进气和周边进气的NO排放量分别为0.148 mg和0.146mg，端面进气CO排放比周边进气降低6.6%。
发布时间：2024-06-13
2. 基于图像融合的燃气轮机故障诊断研究
摘要： 利用孔探仪获得燃气轮机的运行图像，通过图像故障诊断判断重型燃气轮机的健康状态，是重型燃气轮机故障诊断的一种重要研究方法。为诊断出燃气轮机的运行故障，并针对燃气轮机压气机与透平的故障进行准确识别，提出了基于图像的燃气轮机的融合故障诊断的方法。利用孔探仪记录燃气轮机运行状态，获取燃气轮机运行的图片。分别输入至ResNet和GoogleNet网络中进行训练，分别保存诊断精度最好的模型得到各自的故障诊断结果，再利用D-S理论判据实现对两种模型结果的决策层融合。结果表明，图像融合故障诊断算法可以准确的诊断出燃气轮机的故障，能得到95%以上的诊断率，不到1%的虚警率。
发布时间：2024-06-13
3. 铝合金气缸盖低周疲劳蠕变耦合寿命预测的仿真与试验研究
摘要： 针对柴油发动机铝合金气缸盖日益严重的低周疲劳-蠕变问题进行了仿真和实验研究。通过发动机整机试验确定了铝合金气缸盖在各种工况下的温度场。并通过采用电磁感应加热设备对气缸盖进行了加速热疲劳试验。此外，还采用基于能量法建立的低周疲劳-蠕变部件级寿命模型。该模型的有效性通过有限元模拟进行了验证，并确定了失效位置和失效循环次数。
发布时间：2024-06-13
4. 基于共轨单缸柴油机的数字孪生系统设计研究
摘要： 随着工业化和城市化进程的加快，传统柴油逐渐向智能化发展，柴油机数字孪生技术也随之兴起，并逐渐成为人们研究的焦点，但与此同时，也有许多问题亟待解决。本文基于“物联网+工业+云平台”的模式，依托某单缸共轨柴油机为真实物理模型，结合数字孪生技术进行软件设计，使用CCP协议获取柴油机运行数据，通过MQTT协议与阿里云服务器进行数据传输，并采用Python语言开发人机交互界面，构建了远程监测柴油机运行情况的数字孪生模型。研究结果为柴油机智能化发展提供了思路，为数字孪生系统的研究提供了有价值的参考。
发布时间：2024-06-13
5. 基于正交实验的TC4钛合金连杆锻造工艺参数多目标优化
摘要： 为了实现连杆热锻过程的绿色设计，基于Deform-3D平台，采用正交试验法与数值模拟相结合的方法对热锻成形过程中的TC4钛合金连杆进行多目标优化。以锻坯初始温度、锻造速度、压扁量、摩擦因子四个工艺参数作为影响连杆性能的因素，探究其对能耗、最大成形载荷、变形均匀性以及最大等效应力4个评价指标的影响规律。通过直观分析以及极差分析确定较优方案，借助综合频率分析法得到TC4钛合金连杆最优工艺方案，并对优化前后的连杆质量以及能耗进行了对比分析。通过研究发现：相对于其他三个工艺参数，锻坯初始温度对连杆热锻成形过程的能耗、质量影响最大。优化后，单位体积能耗由原来的658.37J/mm3下降至417.16J/mm3，降幅达31.15%；成形载荷由6560.36kN降低至5236.42kN，下降了20.18%；等效应力由226MPa下降至220MPa，下降了2.73%，变形均匀性由0.656下降至0.587，上升了10.52%。TC4钛合金连杆热锻样品的金属填充正常，无锻造缺陷，实现了绿色制造。
发布时间：2024-06-13
6. 基于数字孪生的船用柴油机燃烧模型的构建与验证
摘要： 船用柴油机燃烧模型的构建是对处于长时间运行状态的发动机的性能优化和健康管理的关键手段。本文基于Wiebe燃烧模型结合深度学习神经网络提出了基于混合驱动的发动机零维预测模型构建方案，用于实现发动机的同步仿真。首先对通过试验获得的缸压曲线进行Wiebe参数求解，进而利用长短时记忆神经网络（LSTM）建立运行参数与Wiebe参数的辨识模型，然后将Wiebe方程与深度学习神经网络相结合构建出零维预测燃烧模型，并对预测性能进行非校核工况的泛化性分析。基于数字孪生的发动机燃烧模型是实现发动机燃烧过程在线预测的一种有效方法，同时为未来的在线优化提供新的理论依据。
发布时间：2024-06-13
7. 氨气及氨/氢掺混燃烧技术发展综述
摘要： 氨和氢都是零碳燃料，且氨可以作为氢载体。氨的能量密度高且制备及运输技术成熟但最小点火能量高；氢的燃烧速度快，最小点火能量低，可燃范围广但不易运输储存。氢和氨的对立性和潜在的互补性为发动机提供了新的研究方向。本文总结了氨气及氨/氢掺混燃烧技术的最新进展，为以后更好地发展氨燃料燃烧提供理论依据。
发布时间：2024-06-13
8. 基于压力波动的机油泵NVH问题研究
摘要： 机油泵是发动机润滑系统核心零部件，由于高速转动产生较为剧烈的振动从而可能引发噪声。针对发动机转子式机油泵阶次噪声问题，利用试验及仿真分析手段，确定机油泵阶次噪声是由于机油压力波动导致。通过调整机油泵转子齿数，机油压力波动显著降低，阶次噪声消除。
发布时间：2024-06-13
9. 轻型氢内燃机关键技术研究进展综述
摘要： 氢能被公认为是实现零碳排放最具潜力的理想能源，是实现“双碳”目标的重要技术方案。当前，氢内燃机与氢燃料电池相比具有续驶里程长、燃料适应性好、成本低等诸多优势，并且可利用现有内燃机成熟产业链。因此，氢内燃机是短期实现零碳排放最可行的技术方案之一。首先分析了氢气的物理化学特性，以及对近年来国内外氢内燃机样机的技术特点进行了对比，还通过整理国内外氢内燃机的相关研究进展，对其技术发展趋势进行了总结。
发布时间：2024-06-13
10. 内燃机橡胶密封制品的质量控制与管理
摘要： 橡胶件广泛应用在内燃机的各个部位，且形式多样、种类繁多，内燃机企业在生产过程中需要采购大量的橡胶制品用于产品的装配，如何对橡胶制品进行检验、存贮、管理，防止橡胶件老化、失效，进而影响到产品质量，是企业面临的一个重大问题。本文从橡胶件的质量控制、存贮和对供应商的管理等方面进行阐述，为此类零件的质量控制提供了思路。
发布时间：2024-06-13
11. 船用氨燃料喷射器喷射特性仿真研究
摘要： 氨燃料作为船舶发动机领域的新兴燃料，其燃油喷射系统的关键技术亟需突破。本文对氨燃料喷射器喷射性能开展研究，基于一维仿真模型考虑燃料流动过程中的非等温可压缩性，进行了氨燃料喷射器各个特性影响的关键参数的影响计算并进行量化分析，获取各个特征结构对喷射性能的作用机理。研究表明：对于喷射量，喷孔直径、柱塞直径、进油孔的影响权重最大，分别占38.6%、30.3%、9.6%。对于针阀开启响应，针阀最大升程，柱塞直径，回油孔的影响权重最大，分别为38.7%、19.4%、17.4%。对于针阀关闭响应，柱塞直径影响权重65.3%，其次是进油孔直径、针阀最大升程，分别为7.3%、5.9%。对于压力波动，柱塞直径、喷孔孔径、进油孔孔径影响权重最大，分别为34.4%、31.8%、9.2%。对于盛油腔温度，喷孔孔径、柱塞直径、电磁阀预紧力影响权重最大，分别为46.5%、23.5%、7.6%。
发布时间：2024-06-13
12. 进气氧浓度对转子机燃烧过程的影响研究
摘要： 利用CONVERGE燃烧模拟软件，建立符合富氧汽油转子机燃烧规律的CFD模型，与工况一致下的实验值相比，证明模型可用性。对不同氧气浓度下汽油转子机的燃烧数值进行模拟，分析富氧燃烧状态下转子机缸内火焰传播，燃烧特性和排放的生成过程。当氧气浓度升高时，气缸内火焰温度提升，未燃区面积逐渐缩小，燃烧区域的体积增大，火焰面积向燃烧室后部区域略有扩展；火花塞周边区域的湍动能逐渐升高，火焰传播速度提升；缸内压力峰值有明显提高，其所对应的曲轴转角也相应提前，缸内燃烧情况得到改善；气缸内平均温度最大值显著增大。此外，碳烟、HC排放物生成量浓度明显降低；CO排放物生成量减少，空间分布面积增大；NOx排放物生成量增加。提升氧气的浓度，可在一定程度上提升汽油转子发动机的燃烧和排放特性。氧气浓度为50％时呈现出最优性能。
发布时间：2024-06-13
13. 氨能分数和喷油角度对氨-柴双燃料发动机燃烧过程的影响研究
摘要： 为了研究在不同柴油喷射角度下氨-柴掺混燃料在发动机中的燃烧与排放特性，使用GT-Power一维模拟仿真软件与CONVERGE三维CFD模拟仿真软件对卡特彼勒3401进行了建模。使用数值模拟方法研究了不同柴油喷射角度下氨-柴燃料的掺混过程、燃烧过程与排放物的生成。结果表明：在相同工况下，40%氨能分数（E40）是比较合适的氨气掺混比。在E40与柴油喷射开始时间为-30°ATDC的情况下，不同的柴油喷射角度会使柴油在燃烧室内的分布产生变化。在80°与50°喷射角度的情况下，燃烧室内的氨气燃烧比较完全，发动机的排放性能得到大幅提升。
发布时间：2024-06-13
14. 车载热电转换系统多物理场仿真研究
摘要： 针对车辆热电联供和余热回收，通过车载热电转换系统利用热能并转化为电能是一种有效途径。使用COMSOL软件，并考虑系统内多物理场耦合机理，对搭载了48个温差发电片的单排气入口热电转换系统进行了数值模拟，获得了系统内流-热-电多物理场分布。利用控制变量的方法，主要探讨了排气温度和冷却水流量对热电转换系统内温度特性和电输出性能的影响。最后，对比不同内部结构的集热器下的系统性能，明确了集热器结构优化对系统性能提升的重要性。
发布时间：2024-06-13
15. 柴油机配气机构滚轮强度分析
摘要： 本文以某型柴油机配气机构为研究对象，利用UG软件建立配气机构的三维模型并搭建刚体运动学计算模型，得到排气滚轮接触力曲线；利用ANSYS软件建立柔性体有限元仿真模型，计算得到不同宽度滚轮的最大接触应力，并将有限元计算结果与赫兹公式计算结果进行对比。结果显示，两种方法计算得到的接触应力相对误差在2%以内，并且21mm至16mm宽度下的滚轮最大接触应力为689.27MPa至797.27MPa,均小于许用接触应力，滚轮不会发生破坏。
发布时间：2024-06-13
16. 基于国产化MCU的ECU硬件设计研究
摘要： 根据当前柴油机控制系统的性能要求和国产化的研制需求，本文介绍一种基于苏州国芯自主研制的CCFC2003PT的32位单片机的电控系统硬件设计研究，采用模块化的设计方法开发电控单元硬件，包括电源模块、信号采集处理模块、输出与驱动模块、通讯模块等。MCU核心芯片根据各传感器输入信号和内存程序，计算出供油量和供油开始时刻，并向执行原件发出执行信号，柴油机电控系统控制原理包括运算原理、控制原理、存储原理、数据传输原理及程序设计，实现喷油量控制、喷油脉宽、喷油正时控制、柴油机保护等，基于以上模块设计进行软件程序编写，实现柴油机的控制。
发布时间：2024-06-13
17. Fe-Mn-Al-C系低密度钢疲劳性能的研究现状
摘要： 在双碳战略的践行过程，汽车轻量化则成为汽车工业发展的重要趋势之一。Fe-Mn-Al-C系低密度钢作为一种轻量化材料，兼具了低密度和强塑韧性而受到广泛的关注。汽车轻量化用材料的另一重要考量是安全性，因此，材料的服役性能则是能否应用在汽车上的重要一环。本文从Fe-Mn-Al-C系低密度钢的成分设计、微观组织、拉伸性能方面的研究现状介绍，着重综述了国内外对Fe-Mn-Al-C系低密度钢疲劳性能的研究进展。
发布时间：2024-06-13
18. 水温传感器测量精度优化
摘要： 本文重点研究水温传感器的结构及使用环境对产品开发的重要影响，并给出了开发设计时需要综合考虑的相关因素。本文以某款自主汽油发动机水温传感器测量精度不良为例，阐述了水温传感器结构原理，水温传感器的温度-电阻特性、铜壳体导热性以及试验方法等方面内容。最后通过调整水温传感器温度-电阻参数，及电阻测量等关键优化方法，有效改善了水温传感器测量精度,不仅解决了车辆水温测量误差大的问题，且提出了水温传感器精度设计要点，并可以借鉴应用到其他产品的开发。
发布时间：2024-06-13
19. 基于定容弹的缸内喷水喷雾特性试验研究
摘要： 内燃机缸内喷水技术因其在抑制爆震、减少排放及降低油耗方面的潜力而具广泛前景。本研究基于定容弹，研究了五孔非对称布置喷射器水射流在不同条件下的喷雾特性。喷水温度范围为 30°C 至 240°C，背景压力为 0.2bar 至 10bar。结果表明，近场喷雾宽度随水温升高而增大。但在背压为 0.8bar 至 2.5bar 时，较高的过热度会导致严重的喷雾坍塌。研究发现，闪沸下的坍塌是由于喷雾中心存在低压区，而较高的过热度会使低压区迁移至喷嘴出口附近，从而导致喷雾坍塌增强。此外，除了过热度和背景压力之外，水射流喷雾坍塌与喷水压力之间也存在密切联系。
发布时间：2024-06-13
20. 某种油冷器壳体的加工工艺性设计
摘要： 本文主要通过对油冷器加工的工艺流程、关键项点以及加工考虑因素等方面进行阐述，对其关键项点、关键工序进行研究，旨在通过优化工艺方案，保证零件加工质量。
发布时间：2024-06-13
21. VVT策略与高压缩比对直喷氢内燃机效率及动力性影响
摘要： 随着对氢内燃机性能的要求越来越高，研究者采用了多种技术来达到预期目标。其中，米勒循环和高压缩比是提高热效率的两种有效方法。本研究研究了可变气门正时和压缩比对2.0 L 直喷氢内燃机性能的影响。结果表明，在2500 r/min中负荷时，优化后的气门正时将有效热效率（BTE）从38.8%提高到40.7%。提前IVO（进气门开启时刻）可以提高热效率，而推迟EVC（排气门关闭时刻）可以通过增加空气流量来提高动力性能。在研究IVO和EVC的影响后，采用了两种VVT设置，以在全工况获得较高的热效率和动力性能。最高BTE达到42.57%。此外，在2500r/min时，最大扭矩为326.4 N·m，最大功率在4500r/min时达到124.8 kW。然而，当压缩比从12.5升至13时，爆震燃烧将发动机的最大扭矩限制在271.7 Nm，最大功率为99.5 kW，且最高BTE仅为42.52%。研究表明，较高的冷却损失和混合气分布可能与BTE的降低有关，混合气分布可能靠近缸壁，因此在提高BTE的过程中，需要高压缩比和良好匹配的混合气分布。
发布时间：2024-06-13
22. 冲击载荷下某发射装置动态特性分析及优化
摘要： 为保证载具的稳定性和可靠性，针对某载具发射装置开展强激励下的动态响应分析。建立土壤-混凝土-载具结构的有限元模型，通过MATLAB和ABAQUS联合开发对模型的土壤边界批量施加黏弹性边界和地震动集中力载荷，对地表以CONWEP加载方式施加爆炸载荷，分别分析载具受到地震和爆炸载荷作用时的动态响应。结果表明，受地震和爆炸时装置的响应分别以水平和垂直方向为主，载具的垂直位移峰值均高于水平峰值但没有碰撞风险，载具倾角峰值均小于1°。结合麻雀搜索算法（SSA）、Mixup数据增强、BP神经网络对载具减振装置的刚度和阻尼参数进行优化设计，优化后的载具受到地震激励时水平加速度峰值下降14.9%，垂直相对位移峰值下降15.4%，研究可以为载具的减振优化工作提供参考。
发布时间：2024-06-13
23. FPLG整机声辐射影响规律试验研究
摘要： 为探究自由活塞直线发电机（FPLG）整机声辐射影响规律，开展噪声测试台架试验。通过LMS测试系统进行数据采集及处理，选择平行六面体测量面并安装7个传声器，针对某FPLG探究喷油脉宽、点火位置、喷油位置等参数变化对整机声辐射的影响规律。结果显示，在试验探究的范围内，整机运转时的声压级随喷油脉宽增加而增加，呈正相关；点火位置为27mm时，FPLG工作状况最佳，整机声压级为107.2dB；喷油位置为39mm时，整机声压级明显高于对照组，达到105.6dB。对比得到，喷油位置对FPLG整机声辐射的影响最大，其次是点火位置和喷油脉宽，试验可以为降低整机噪声提供参考。
发布时间：2024-06-13
24. 船用柴油机曲轴强度分析
摘要： 以曲柄连杆机构为研究对象，采用三维建模软件建立曲轴的三维模型，利用AVLExcite PowerUnit软件搭建多体动力学计算模型，以获得进行曲轴有限元分析的边界条件，导入到有限元分析软件中获得曲轴的应力应变结果，发现曲轴的最大应力值出现在曲柄臂与曲柄销连接的中心圆角处，其值为260.2MPa，最终以该值带入IACS算法中进行对曲轴的强度进行了校核，并于通过传统IACS算法获得的值进行比较，其结果均满足强度要求，曲轴强度合格。
发布时间：2024-06-13
25. 水性油漆替代过程中喷涂设备的改造研究
摘要： 油性涂料线改用水性涂料后，喷漆房设备、施工环境、工艺、施工的规范性等均需要改造和提升。因为水性漆的溶剂是水，所以水性漆在冬季施工过程中困难更大，为避免水汽凝结，只能在干燥洁净而温度又高于露点3℃以上的零件表面上施工，相对湿度低于80%。压缩空气在冬季温度低，有气喷涂设备在喷枪口由于空气高压高速必然出现冷凝的效果，这样对水性漆冬季施工很不利，严重的影响漆膜成型，三合一的喷涂设备的应用、热风循环系统完美解决冬季温度低和夏季湿度大的施工难题。
发布时间：2024-06-13
26. 矩形鼓泡塔的双欧拉数值模拟
摘要： 鼓泡塔作为化工领域中一种重要的关键装置，发挥着不可替代的作用。它广泛应用于石油化工、化学工程、环保等工业领域。可用于物质分离与纯化，能源回收，废气处理，反应工程等。其内部流体力学和两相流动复杂性是其工业应用中关键的研究领域。 本文针对实验室级别的鼓泡塔在开源软件OpenFOAM内multiphaseEulerFOAM求解器采用双欧拉求解策略进行求解。在两相流动中，相间耦合和湍流模型的选取是方程闭合的关键，不同子模型在特定问题下的适应性不尽相同。通过多个算例探究曳力，升力等相间耦合力的模型，以及湍流模型的适应性。通过仿真对鼓泡塔内的气泡动力学和机理进行揭示，并加以实验验证。
发布时间：2024-06-13
27. 基于仿真分析的活塞冷却喷嘴主要结构参数对打靶效率的影响
摘要： 为探究活塞冷却喷嘴打靶准确率受哪些因素影响，先是建立了二维模型，并通过Fluent模拟打靶过程，针对活塞冷却喷嘴参数繁多，控制变量法仿真过于繁琐的问题，首先结合正交分析减少实验次数，并通过极差分析和方差分析找到主要影响参数，通过主成分分析和多因素分析验证主要影响参数的信息贡献率，获得了活塞冷却喷嘴各个参数对打靶准确率的影响，并通过再次修改主要参数验证了仿真结论。最后根据回归分析获得了活塞冷却喷嘴参数对油束扩散角度和打靶准确率的回归方程，及最主要影响因素。
发布时间：2024-06-13
28. 亚共晶铸造铝硅合金的锌元素强化研究
摘要： 亚共晶铝硅合金作为轻量化材料被广泛应用，如内燃机气缸盖、机体等。ZL114A合金是我国自主研发的一款亚共晶铸造铝硅合金，为提高力学性能，拓宽应用范围，同时提高废铝回收利用率，利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、维氏硬度实验和室温拉伸实验等对亚共晶铸造铝硅合金ZL114A的锌元素强化进行了研究。结果表明：添加Zn后，ZL114A析出相种类没有增加；Zn加快了析出过程，时效工艺相同时，Zn使GP区数量和尺寸增加、β´´相数量和尺寸都增加。利用合理的时效工艺，Zn使屈服强度小幅提高的同时保证较高伸长率。时效工艺是165℃+1h--120℃+12h时，ZL114A+0.35wt.%Zn合金的屈服强度为236MPa，伸长率为7.8%。
发布时间：2024-06-13
29. 某1.5L自吸增程器设计开发
摘要： 基于某增程搭载车型性能需求，开发的一款1.5L增程专用自吸发动机，匹配专用发电机，提升增程车型续航里程。通过台架性能开发及整车仿真验证，主要结论：1.增程专用发动机使用工况点更为集中，通过高效燃烧系统、催前EGR方案、阿特金森循环、电动化及热管理等技术措施，发动机最高热效率达到42%，同时大幅拓宽用户使用高效区。2.相比基础机型，混动专用自吸发动机在整车WLTC馈电油耗收益0.58L/100km，续航里程能够提升12%。3.通过发动机与发电机高效区匹配，提升增程器总成效率，结合总成台架试验验证，最高油电转换率达到3.5kwh/L。
发布时间：2024-06-13
30. 发动机点火系统电磁兼容性能及优化技术研究
摘要： 鉴于发动机点火系统是车辆电磁干扰的主要来源，提出了优化其电磁兼容性能的方法。在分析点火系统电磁干扰产生机理的基础上，对各种电磁干扰抑制措施进行了理论研究。通过搭建点火系统电磁干扰试验台架，确定点火系统电磁干扰试验的点火信号和频率，对部分点火系统电磁干扰的抑制措施进行了试验验证。结果表明，适当提高火花塞内电阻阻值、加长内电阻体长度、采用带有EMC抑制电阻的点火线圈，可有效地提升点火系统的电磁兼容性能。
发布时间：2024-06-13
31. 高涡流条件下船用柴油机油气匹配研究
摘要： 本研究针对低速二冲程船用柴油机，提出了缸内直接喷射新鲜空气 (IFA) 策略，在不影响扫气效率的基础上显著提升缸内涡流，通过CONVERGE数值模拟研究了其对缸内油气混合过程、燃烧及排放性能的影响。研究结果表明，IFA策略可有效提高缸内涡流，进而优化油气混合过程，改善燃烧性能。通过正交试验设计协同涡流面喷油角度、纵截面喷油角度两个关键喷油参数，获得最佳工况时热效率由Base工况的49.92%提升至51.97%。在高涡流及喷油参数优化的基础上，使用IFA策略满足Tier III排放标准需要更高的40%EGR率，此工况下NOx排放降低至2.82 g/kWh，相比Base工况BSFC降低了2.33 g/kWh。
发布时间：2024-06-13
32. 发动机连杆小头轴承摩擦动力学建模分析及试验验证
摘要： 连杆小头轴承是发动机中摩擦工况最恶劣的旋转摩擦副之一。小头轴承变形与润滑、摩擦热的耦合效应显著，导致其摩擦动力学建模及数值求解困难。本文基于多体动力学原理和混合润滑理论，建立了考虑轴承变形与摩擦热影响的连杆小头轴承摩擦动力学耦合模型。开发了结合隐式多步法的数值求解策略来解决较强的非线性。在1:1发动机台架上开展小头轴承磨损试验，将仿真磨损位置与台架试验磨损位置对比验证了数值模型及求解策略的有效性。结果表明考虑弹性变形和热效应后，轴承下表面出现轴向不均匀磨损和温升现象。活塞销的运动复杂，首先减速至接近停止，又在压缩和工作冲程由摩擦扭矩重新加速，这些现象与简化的刚性模型不同。本研究有望为评估连杆小头轴承摩擦动力学及磨损行为提供有效工具。
发布时间：2024-06-13
33. 点火和喷氢正时对增压直喷氢内燃机性能、燃烧和排放特性影响
摘要： 氢气具备可再生、零碳排放和良好的经济效益，其作为内燃机的替代燃料在“双碳”背景下具有重要战略意义。在利用氢能的利用中，直喷氢内燃机(DI-HICE)具有高动力性、高经济性和零碳排放等优势。本文主要研究了点火正时和喷射正时对涡轮增压直喷氢内燃机的性能、燃烧和排放特性的影响。结果表明，通过调整点火正时，推迟燃烧重心，降低气缸温度，最多可以减少92%的氮氧化物排放，而涡轮增压器可以弥补延迟点火造成的部分能量损失；同时，推迟喷射正时可以使氢内燃机的有效热效率 (BTE) 提高1.47%，但同时也会使混合气不均匀，导致缸内最大爆发压力升高0.27 MPa, 压力升高率从0.47 MPa/°CA提高到1.06 MPa/°CA。此外，点火正时和喷油正时的优化需要考虑氮氧化物(NOx)排放特性(接近零排放:NOx < 20ppm)。
发布时间：2024-06-13
34. 用于混合动力发动机的技术选择及其参数决策模型研究
摘要： 本文中建立了一个在热效率、爆震因子以及排放多指标约束条件下，以费效比最低为优化目标的综合决策模型，其可以快速地为混合动力发动机决策出一系列既可能满足约束条件，同时费效比又偏低的技术及参数组合方案。此模型利用DOE和NSGA-Ⅱ遗传优化算法，可以快速决策出最优的技术方案及其参数。研究表明，利用该模型进行优化计算，相比调用GT-Power求解器计算，同样2000次优化计算的总用时可以从3天缩短至3分钟，大大减少运算时间，且模型的准确度较好，热效率的预测误差可以控制在1%以内，爆震因子的估计误差也可以控制在10%以内。
发布时间：2024-06-13
35. 轻型汽车实际行驶排放普适性严苛场景的统计识别
摘要： 基于大量轻型燃油车辆实际行驶排放（RDE）试验数据，以300秒为窗口时间长度，采用时序移动平均窗口法将RDE试验逐秒采样数据划分为大量类行程数据窗口子集。再运用因子分析方法将影响RDE试验的多因素指标缩减为行程动力学因子和地形因子两个指标，并使用聚类分析统计类行程数据窗口特征，识别和提取具有普适性和代表性的排放严苛数据窗口，该方法能够消除RDE试验中偶然性异常高排放值的干扰，具有较高的置信度，最终形成41个具有规范性的实际行驶排放严苛场景工况。实际行驶排放严苛场景工况的速度轮廓和地形轮廓数据可在试验室底盘测功机上进行精确再现，从而支持车辆实际行驶排放的试验室校准。
发布时间：2024-06-13
36. 基于SOM神经网络的燃气轮机状态评估方法
摘要： 针对传统状态评估主观成分过多或评估模型不清晰问题，提出了一种基于自组织映射（SOM）神经网络的方法。建立SOM模型与健康度模型，通过SOM网络对燃气轮机退化数据进行训练，应用聚类健康度模型和修正健康度模型最终完成对燃气轮机退化数据集的健康度评估。通过退化数据的退化因子划分退化程度，根据退化程度验证评估模型精度。基于SOM网络的燃气轮机健康度评估方法具有很高的应用潜力，可以为燃气轮机的安全运行和维护提供有力的支持，同时也为其他类似问题的解决提供了参考。未来的研究可以进一步探索和优化该方法，以提高其性能和可靠性。
发布时间：2024-06-13
37. 基于CKF-LSTM的燃气轮机气路故障诊断研究
摘要： 提出了基于容积卡尔曼滤波-长短时记忆网络（Cubature Kalman Filters - Long Short-term MemoryCKF-LSTM）的多模型燃气轮机气路故障诊断方法，该方法集成了基于模型和数据驱动的优点。使用容积卡尔曼滤波器建立先验故障状态估计模型，提取运行状态残差特征；采用LSTM神经网络同时对多个先验状态故居模型残差特征进行识别，实现气路故障的诊断。利用重型燃气轮机典型故障仿真数据对所提出的方法进行测试，验证结果表明：基于CKF-LSTM的燃气轮机气路故障诊断方法具有良好的诊断准确性，在重型燃气轮机3个工况点的故障诊断准确率均高于95.6%。
发布时间：2024-06-13
38. 低密度钢连杆锻造微裂纹分析
摘要： 低密度钢是近几十年汽车零部件用钢的研究热点，也是汽车轻量化的发展趋势。连杆作为发动机动力输出的关键零部件之一，直接影响和决定了发动机的耐久性和可靠性。本文通过微观组织、断口形貌观察及热塑性研究，对Fe-22Mn-9Al-0.6C低密度钢在连杆锻造过程中产生的微裂纹进行分析。发现其锻后组织为奥氏体和长条状的δ-铁素体。因此，锻造时 δ-铁素体和γ两相界面产生的应力差较大，使两相界面开裂。同时当锻造温度降至850~900℃时，由于形成了硬而脆的 B2 结构的( Fe，Mn) Al相，热塑性降低，从而导致连杆大头端与小头端产生微裂纹。
发布时间：2024-06-13
39. 空气辅助燃油喷嘴机-电-磁耦合特性仿真
摘要： 为解决空气辅助燃油喷嘴工作过程中机械、电磁、电控、流体等学科高度耦合，给喷嘴设计、选型及应用带来的诸多问题与挑战，本文采用数值仿真方法，利用稳态电磁特性仿真和瞬态联合仿真探索了空气辅助燃油喷嘴工作过程中的机-电-磁耦合特性，深入探索了激励强度、峰值电流、弹簧预紧力及阀芯惯性质量对阀芯受力、运动特性影响规律。研究发现，励磁线圈激励强度增大过程中，阀芯受力持续上升，但上升速率逐渐减小。激励强度不变情况下提高峰值驱动电流对提升喷嘴响应性无明显作用。由于磁场建立和电磁力上升并非瞬间完成，弹簧预紧力增加将延长喷嘴开启迟滞，但会降低喷嘴关闭延迟。降低阀芯惯性质量有助于减小喷嘴开启、关闭过程中的运动时间，提升喷嘴响应性。
发布时间：2024-06-13
40. 基于振动仿真的柴油机喷油器故障诊断机理研究
摘要： 如何获取足量、可用的有标签数据成为了制约基于数据驱动的故障识别方法一大阻碍，仿真是一种不错的数据获取方法。因此，基于AMESIM构建高压共轨系统模型、AVL-fire缸内燃烧模型、AVL-excite整机振动仿真模型，结合台架实验完成对仿真模型的标定，生成喷油器不同故障状态下的缸盖振动仿真数据，并用支持向量机（Support Vector Machine, SVM）对振动仿真数据进行故障识别，准确率达到100%。
发布时间：2024-06-13
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