某天然气发动机的性能分析与参数优化

与汽油机和柴油机相比,天然气发动机在动力性和经济性方面有较大的差距。为了改善天然气发动机的动力性和经济性,需要对发动机的参数进行分析以及优化。建立了某型天然气发动机的仿真模型,对发动机动力性和经济性进行了仿真计算。并利用发动机台架性能测试试验结果对仿真模型进行了校核,发现模型最大误差小于5%。在此基础上,分析了发动机部分参数对性能的影响;利用DOE(design of experiment)优化工具,对发动机的压缩比、进气歧管长度以及进气门最大升程凸轮角3个参数进行了联合优化。结果表明:优化后发动机转矩和功率最高提高了1. 3%,比油耗减少了1. 2%。     

基于多指标正交试验设计的SLS快速成型工艺参数优化

为提高SLS成型系统堆积方向微细结构的制作质量,以过度烧结深度、烧结密度和Z向尺寸偏差为优化指标,采用多指标的正交试验设计方法,通过极差分析法,讨论激光功率、预热温度、激光扫描速度、分层厚度等成型工艺参数对试件质量的影响,利用综合平衡法确定了最优工艺参数组合。试验结果表明：激光功率选取16 W,预热温度选取98℃,激光扫描速度选取3 m/s,分层厚度选取0.15 mm时,试件的制作质量为最优。试验结果有助于SLS快速成型系统提高堆积方向微细结构的制作质量。     

单燃料天然气发动机控制系统设计与试验研究

以单缸汽油机为对象，研制了天然气发动机单燃料电控喷射系统，进行了发动机供气系统设计、点火系统改进、空燃比优化、电控系统研制及发动机控制参数匹配试验等研究工作，试验结果表明，采用天然气电控缸内直喷技术可有效提高发动机的充气效率，使天然气发动机的功率基本恢复到原汽油机的水平。     

压缩比对天然气发动机性能特性影响的试验研究

利用台架试验在某六缸增压中冷、火花点火天然气发动机1 400 r/min和2 000r/min两种转速下、部分负荷和全负荷上开展了压缩比为11.6、13和14的性能、油耗、燃烧和排放等特性研究。研究结果表明:随着压缩比的提高,发动机的燃油消耗率降低,热效率升高。随着压缩比的提高,发动机燃烧稳定性在1 400 r/min和2 000 r/min的中高负荷相对低负荷时更加稳定。压缩比为13时发动机的燃烧滞燃期最短,着火性能较好。发动机燃烧速燃期随着压缩比的增加而增加,尤其在中低负荷时变化较明显。排放方面,氮氧化物(NOx)的排放随着压缩比的增加而增加,且在中大负荷下增加幅度较大,碳氢(HC)的排放在压缩比为13时最低,一氧化碳的排放随着压缩比的增加先升高后降低,而二氧化碳的排放特性和一氧化碳的趋势相反,氧气的排放特性整体上和一氧化碳的排放趋势一致。从发动机燃烧、燃油消耗和排放等综合指标和特性上,发动机在压缩比为13时,整体特性最好。     

基于改进遗传算法电动汽车变速器参数设计与优化

为增加纯电动车行驶里程,以某款只匹配主减速比的纯电动物流车为原型,改为两挡传动比配置,对传动比参数进行优化以提高电机工作效率。通过Cruise与Isight联合仿真,利用2种改进遗传算法优化得到2种不同方案。利用多岛遗传算法(MIGA)优化获得经济性最优方案1,利用带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)优化获得兼顾经济性和动力性的方案2,为电动汽车变速器设计与速比优化提供了参考。     

天然气电控发动机的开发研究

为满足天然气发动机数量将大幅度增长的需求,在某柴油机基础上通过改进燃烧系统和进气系统,设计高能点火系统、燃料供给系统、电控单元及传感器、执行器,并加装三元催化转换器,采用闭环空燃比控制等措施,研制了CNG（压缩天然气）单燃料电控多点顺序喷射发动机。实验结果表明天然气发动机的动力性能达到了设计指标,排放性能满足国家标准要求,设计方法切实可行。     

bFGF发酵工艺参数正交优化试验

通过正交实验研究了bFGF发酵的各主要影响因素对于最终产物的数量和纯度的关系,从而确定发酵的最适工艺条件。结果表明当温度控制在37℃,pH值7.0,发酵时间10小时,IPTG诱导浓度为100μg/mL,消泡剂为5 mL/L时,调节溶解氧在40-60%之间对于整个发酵过程是非常有利的。     

基于随机优化算法的天然气管道运行优化研究综述

在“双碳”目标背景下,天然气管道的运行优化可以最大程度地实现降本增效减碳,因而得到了广泛且深度的关注。与确定性算法不同,随机优化算法在处理大规模管道和混合整数非线性规划问题上优于经典确定性算法。为此,对基于随机优化算法的天然气管道运行优化进行了调研。首先,介绍了天然气管道运行的数学模型;其次,采用随机优化算法求解模型最优调度结果,分别对遗传、粒子群、蚁群以及模拟退火4类算法在天然气管道运行中的应用进行了分析、对比和归纳。最后,对天然气管道运行优化的技术挑战与发展趋势进行了探讨。     

基于CFD的离心泵结构参数优化

为获得离心泵的最佳结构参数,根据给定的离心泵设计参数确定离心泵的结构形式和性能评价指标,计算离心泵各结构参数,利用CFD对离心泵进行流场数值模拟分析,设计了叶轮结构L16（45）正交实验表,选择叶轮进口安装角βb1、出口安装角βb2、包角φ、进口直径D1、出口直径D2为正交实验的5个因素,完成了正交实验并对实验结果进行极差分析,得到各结构参数对各优化方向评价指标影响排序及其影响情况,构造出效率最大、汽蚀余量最小条件下的目标函数及统一目标函数,并运用遗传算法对离心泵效率和汽蚀进行多目标优化,得到离心泵的最佳结构组合参数.     

模具钢干铣削试验及参数优化研究

为了对铣削力做进一步的研究,以及预测铣削参数的改变对铣削力变化的影响,文章建立了铣削力预测模型,引 入了PSO优化算法。试验采用正交设计方法,干式铣削SKD61模具钢;KISTLER测力仪测量铣削力;HRsoft_DW数采软 件采集试验数据,并对数据进行极差分析。研究结果表明每齿进给量是铣削参数中影响铣削力最为主要的因素。研究 验证了PSO算法对铣削参数优化问题具有有效性。     

基于正交试验的长条薄壁板件注塑工艺参数优化与定量分析

针对塑件成型过程中体积收缩率对成型塑件尺寸精度的影响,文章选取长条薄壁板件作为研究对象,利用AMI有限元分析软件对长条薄壁板注塑成型过程进行数值模拟,采用多因素交互正交试验的方法获得常用ABS塑料在不同的工艺参数下成型薄壁件的体积收缩率。以体积收缩率为研究目标,对试验结果进行定量分析,对比分析每一个工艺参数对研究目标的贡献率,并计算得到最优的工艺参数组合,依据实验结果优化塑件成型工艺。该方法的应用为注塑成型工艺参数优化提供了定量的数据参考,是一种快速而实用的方法。     

基于Moldflow的塑件注塑成型参数优化

文章借助Moldflow软件对多筋类塑件进行初始方案模流分析,发现了塑件翘曲变形过大的缺陷。通过调整注塑 参数再次进行模流分析并与初始方案进行了对比,发现改善方案能有效解决制品翘曲变形量较大的问题,成功优化了注 塑成型工艺参数。实践证明,借助Moldflow的模流分析,可估定塑件成型时各个加工参数的合理值变动区域,减少试模 次数,设定最佳的模具注塑方案,获得质量更优的塑料制件。     

基于遗传算法的柴油机电控参数实时优化

为使发动机满足日益严格的排放法规要求同时使其具有较好的燃油经济性，采用柴油机性能与运转参数间神经网络模型，将遗传算法嵌入DSP中实现了电控参数的实时优化。在实验台上验证了神经网络建模和遗传算法相结合在线寻优的最优控制MAP生成技术的可行性。     

基于正交试验的冰淇淋生产工艺优化

为了提高单缸立式软冰淇淋机生产的冰淇淋的膨化率,课题组对其浮动刮刀片的刮削机理进行了理论研究及力学分析,并 对螺旋搅拌结构原理进行了探究,确定了搅拌器工作时的最小转速。通过试验得出在冷冻过程中影响冰淇淋质量的主要因素为缸筒内冰淇淋浆液的加入量、粉料 与水的配比以及设定的电流极值,并进行了正交试验。实验结果表明：冰淇淋机搅拌器的最小转速为155.6 r/min;当加入的浆液量0.9 L,粉料与水的配比（质量比 ）为1[DK]∶3.0,电流极值设定4.5 A时可得最高的膨化率82.0%;缸筒内浆液量的多少是影响膨化率的最关键因素,浆液宜采用齿轮泵间歇式引入冷冻缸内的方式 来提高膨化率。     

基于注塑模CAE的显示器底座的工艺参数优化

本文针对注塑成型过程中工艺参数的优化问题,应用注射过程流动模拟软件HSCAE 3DRF 5.1及三维实体造型软件PRO/E 2000 i,以显示器底座注塑件为实例研究对象,运用正交试验法设计模拟方案,进行工艺参数优化,确定制品的最优成型工艺参数.     

基于AutoForm的发动机罩外板滑移线优化分析

发动机罩外板是汽车主要外覆盖件之一,外形整体尺寸较大,对整体刚性和外观质量要求较高。同时为了满足当前汽车外形更加精致、动感要求发动机罩外板两侧棱线圆角尽可能小,这将导致棱线滑移问题更加突出。针对以上问题,采用Autoform软件模拟拉延产生的滑移线,快速找出合适的工艺方案,以此解决钣金件的滑移缺陷问题。该方法节省了模具调试的时间,为后续新车型发动机罩外板开发提供了参考。     

基于“3E”模型的城市天然气优化利用研究

天然气作为低碳能源在全世界城市能源经济发展中的战略地位日趋上升,青岛城市天然气系统存在气源不足、消费结构不合理等问题。利用3E模型对青岛市2015年天然气消费量进行预测并对其结构进行优化研究,据此实施优化天然气供给气源结构、调整天然气终端用气结构、限制燃煤促进能源结构清洁化等战略举措,实现十二五期间青岛城市天然气优化发展,积极稳妥地解决现存问题。     

车载高压天然气钢瓶的结构优化

文章对34CrMo4钢质车载天然气气瓶进行了水压爆破试验和水压疲劳试验,运用有限元软件ANSYS分析了气瓶的爆破压力与疲劳寿命。并通过ANSYS的优化模块对气瓶进行了结构优化设计。分析结果表明文中的计算方法准确,可作为工程上CNG气瓶结构设计时的参考方法。