汽车动力传动系统控制最优化模拟研究

主要研究如何将优化控制理论引入到汽车的电子控制中，实现汽车发动机和传动系的最佳匹配，以达到充分发挥汽车整体性能的目的。主要阐述了所应用的优化理论和优化算法、在发动机和传动系最佳匹配的研究中出现的问题，以及解决问题的思路和方法。所编制的计算机模拟程序用曲线图的方法将模拟运行结果显示出来，并且还将最终的控制参数－发动机的油门开度输出出来。     

基于Pareto Frontier方法的气动发动机设计

为建立气动发动机的设计方法,提出将功率和比功作为优化气动发动机工作性能的两个目标,将多目标优化理论中的Pareto解作为气动发动机的设计曲线.采用基于进化算法的多目标优化程序NSGA II求解得到了最大比功 功率曲线,以及发动机行程、径程比等发动机结构参数和进气压力、发动机转速、进排气门启闭相位等发动机运行参数随功率的变化规律曲线.通过分析这些规律曲线得出,气动发动机各参数调节的结果是使进气门关闭前的缸内压力尽可能高;不同功率下,比功最大的发动机行程均取该变量变化范围的上限;径程比的取值范围为0.4~0.6,设计功率不同,其取值也不相同,可根据设计目标进行选取.总结出基于多目标优化算法气动发动机设计的一般流程,验证了基于Pareto Frontier设计方法的有效性,为科学规范地设计气动发动机打下良好基础     

机械/液压双元动力发动机曲轴优化研究

针对机械/液压双元动力输出发动机性能问题,本文基于ANSYS对双元动力发动机曲轴进行了优化研究,根据双元动力发动机的动力学模型,在标定工况下分析了双元动力发动机的曲轴负荷,建立了曲轴三维模型,在6种情况下进行了有限元分析,得到优化的载荷工况,建立了曲轴优化模型。优化结果表明,曲轴体积由优化前的2.34×10-3 m3下降为优化后的2.08×10-3 m3,曲轴的总体积减小了11.42%,运转不均匀度由优化前的3.56%降低到3.34%,改善量达到6.18%,优化效果较为明显。该研究为后续的优化设计和分析提供了理论基础,具有广阔的应用前景。     

发动机平衡机构优化技术研究

以某军用装甲车辆动力源－－大功率柴油发动机为研究对象,在不改变现有结构形式和安装的条件下,应用机构动力学分析和优化设计理论,对发动机平衡装置系统进行了优化计算,和试验、检验结果表明：该平衡优化方法能有效地降低发动机的振动,提高整机的动力性能。     

气动发动机理想循环的优化设计

为了对气动发动机进行效率分析和参数整合与优化,提高发动机的工作效率和经济性,提出一个能代表气动发动机工作过程、特征明显的理想热力循环.利用变质量热力学理论对该循环建模,分析了不同工作参数和气缸的几何参数对气动发动机工作过程的影响.提出并推导了4个效率评价指标以从不同角度评价气动发动机的工作状况.经过多目标规划计算后得到了气动发动机在最佳工况时的工作参数和气缸的几何尺寸.分析结果表明,当进气压比为32,气缸压缩比为13时,系统的效率最高,而进气温度对优化结果没有影响.     

超燃冲压发动机尾喷管设计方法研究

本文应用最小喷管长度理论对二维超燃冲压发动机尾喷管上壁型线进行了设计,并对尾喷管性能进行了计算,应用粒子群优化算法对所设计的喷管型线进行了优化。为超燃冲压发动机尾喷管几何参数的选择提供了参考范围。     

某型飞机排气管对涡桨发动机性能影响分析

为满足某型飞机发动机安装，需要对飞机排气管进行优化设计。本文通过理论计算分析排气管对该发动机燃烧室出口温度及喘振裕度的影响，为选取合理的排气管方案提供理论依据。     

基于LCA/LCC的汽车发动机最佳再制造时间点的确定

为了解决传统发动机再制造生产活动效率较低、耗时耗材多、修复质量难以把握等问题,需要提前预测废旧发动机性能退化状况,在产品报废之前、性能退化之后对其进行再制造。本研究以EA2111.4L新桑塔纳汽车发动机为研究对象,采用产品生命周期评价(LCA)与全生命周期成本(LCC)理论,将发动机生命周期成本和能耗作为影响再制造时间点的两个重要因素,建立生命周期能耗和成本与服役周期的映射函数关系,利用多目标优化方法及遗传算法确定发动机最佳再制造时间点,最终得到EA2111.4L新桑塔纳汽车发动机的最佳再制造时间点为6.42 a。本方法为废旧发动机及相关产品提供了的再制造时间点的量化参考,为汽车产业进一步降低能源消耗、节省成本、减少环境污染提供理论支持。     

TBCC发动机用进气道设计及沿飞行轨迹斜板角度优化分析

基于Oswatitsch的最佳波系理论、Kantronitz准则和CFD技术,开展了TBCC发动机用二维混压式几何可调进气道的设计研究。基于一维气动热力学理论和CFD技术,完成了沿飞行轨迹斜板角度的优化和典型工作点上进气道特性的计算。计算表明,基于一维气动热力学理论、Oswatitsch最佳波系理论、Kantronitz准则和CFD技术,且有附面层抽吸设计的进气道能够满足沿飞行轨迹的TBCC发动机性能要求,并具有良好的内外特性。     

天然气发动机点火提前角的优化

为提高天然气发动机的动力性和燃料经济性,对天然气发动机的点火提前角进行了优化研究.利用GTPower软件搭建了天然气发动机的仿真模型,通过理论分析与数值模拟相结合的方法,分析了点火提前角对天然气发动机缸内燃烧压力和燃烧温度、压力升高率、燃烧放热率、转矩及燃气消耗率的影响.在此基础上,利用DOE(design of experiments)模块,针对增压天然气发动机节气门全开、空燃比为22~25的工况,以转速和点火提前角为独立变量、以输出转矩为相关变量、以缸内燃烧压力峰值出现的位置及压力升高率限值为约束条件,进行了点火提前角的优化计算,得到了最佳点火提前角的三维MAP图.     

对中小功率柴油机增压潜力的探讨

本文探讨了当前我国中小功率柴油机增压潜力的问题。首先运用正交试验的方法,找出影响柴油机性能参数的主要因素,然后根据实际限制条件对这些主要因表分别作了进一步的研究。提出了中小功率机柴油的增压潜力以2.5bar左右为限的结论,并以试验加以验证。本文对增压技术工作有着重要的参考价值。     

大功率柴油机机体隔板三维有限元强度分析

横隔板是大功率Ｖ型柴油机机体的承力系统．本文运用有限元法对其强度进行了三维数值分析,模型中考虑了工作载荷和装配力的共同作用,以及结构的接触问题,得出了结构的应力和变形参数,为机体的设计提供了依据．     

涡流室式柴油机火用分析

应用热力学第二定律，列出了涡流室式柴油机的火用平衡方程根据系统的热力学火用和适合柴油机的热力学死点，以Ｓ１９５柴油机为例，进行火用分析，显示了火用分析的意义，确定了柴油机中各种火用损失的大小结果表明：燃烧过程火用损失，尤其是涡流室中的燃烧过程火用损失是最主要的火用损失根据火用平衡方程定义了柴油机的火用效率和瞬态火用效率，从而有利于判断柴油机不同负荷下工作过程的不可逆程度     

Simulation of quasi-dimensional model for diesel engine working process

In order to satisfy the demand of validity and real time operating performance of diesel engine model used in hardware-in-the-loop simulation system, a simplified quasi-dimensional model for diesel engine working process was proposed, which was based on the phase-divided spray mixing model. The software MATLAB/Simulink was utilized to simulate diesel engine performance parameters. The comparisons between calculated results and experimental data show that the relative error of power and brake specific fuel consumption is less than 2.8%, and the relative error of nitric oxide and soot emissions is less than 9.1%. At the same time, the average computational time for simulation of one working process with the new model is 36 s, which presents good real time operating performance of the model. The simulation results also indicate that the nozzle flow coefficient has great influence on the prediction precision of performance parameters in diesel engine simulation model.     

基于MATLAB的6106柴油机建模仿真

本文介绍了MATLAB的仿真特点及仿真方法,分析了进排气倒流对柴油机性能的影响,并对仿真模型进行了简化处理.仿真结果表明,利用MATLAB基于容积法所建立的仿真模型是正确的,该模型能较好地预测柴油机的动力性和经济性,为柴油机结构设计和参数优化指明了方向.     

柴油机窜油故障试验分析

发动机窜油影响其正常燃烧,导致发动机的经济性、动力性以及排放性能下降。在目前内燃机运动与流体力学分析理论尚未充分完善的情况下,通过试验来排除窜油故障不失为一种有效的方法。给出了柴油机窜燃油和润滑油的判别方法,分析了某6108型柴油机窜润滑油的方式和原因。在试验基础上,提出了柴油机窜润滑油的相应解决方法。     

轻卡发动机燃用柴油/DME双燃料的改装与试验研究

在对锡柴4DW93-84E3轻卡发动机进行改装的基础上进行了柴油/DME双燃料试验研究.结果表明:通过增加一套混合燃料供给子系统和改造原机柴油供给子系统,可使轻卡发动机改为柴油/二甲醚双燃料发动机.柴油/DME混合燃料的配制应采取正确的方法,以免混合燃料罐中出现浓度不均.燃烧双燃料时发动机动力性有所下降,但可有效降低排放,碳烟相比原机大幅降低,DME掺烧比低于20％的混合燃料能有效提高经济性.     

YT4125柴油机机体刚度分析

应用有限单元法,在I-DEAS9.0软件平台上,建立了YT4125柴油机机体的三维实体模型,对机体进行了复合边界下的刚度计算.通过对YT4125柴油机机体的火力面和主轴承座进行复合边界条件下的变形计算,找到了机体结构的薄弱部位,优化了YT4125柴油机机体的结构,提高了机体刚度,达到了降噪和减振的目的;同时其分析结果又为机体的动力学分析提供了一个可靠的有限元模型.     

柴油机敲缸故障的振动诊断法

柴油机敲缸是一种常见故障,发生故障时,不仅使柴油机振动加剧,而且使其寿命缩短．活塞横向撞击气缸壁是柴油机发生敲缸故障的主要激励,经实测柴油机运行过程中的４ 个特征参数,即振动持续时间、振动峰峰值、第１ 频带功率谱峰值和第２ 频带功率谱峰值,分析得知：若振动持续时间比正常值有较大增加,且振动峰峰值和第１,第２ 频带内功率谱峰值也增加,则可断定发生了敲缸故障．通过对北京型机车柴油机故障的实际诊断,证实了此诊断方法是可行的．     

发动机汽缸套－活塞环摩擦力及摩擦功耗分析

提出了一种基于润滑状态分析计算发动机汽缸套－活塞环摩擦力及摩擦功耗的方法，并对现有结构的Ｓ１９５柴油发动机汽缸套－活塞环摩擦副的摩擦力和摩擦功耗进行了计算，为进行低摩擦功耗活塞环组的设计提供了依据．