基于试验设计的天然气发动机参数优化

以某款增压中冷天然气发动机为对象,搭建了一维模型并进行了试验验证,在此基础上对发动机的空燃比、点火提前角、配气相位以及压缩比对发动机的影响进行分析。使用试验设计的方法进行抽样,建立了发动机的响应面模型。使用多目标遗传算法对空燃比、点火提前角、配气相位以及压缩比进行了优化。优化后的扭矩提高了3. 61%,燃气消耗率降低了1. 90%,NOx排放降低了32. 74%,HC排放降低了21. 17%,CO的浓度略大于NOx的浓度,有利于NOx的进一步后处理。     

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CFD的某发动机冷却水套流场分析及结构优化

为避免某摩托车车用发动机耐久性试验过程出现发动机气缸盖排气鼻梁区因冷却不足产生热疲劳而开裂的问题,以某发动机冷却水套为研究对象,采用流体仿真软件STARCCM+对该发动机冷却水套进行CFD流场分析,通过对原冷却水套结构的缸体水套流速分布、缸头水套流速分布、缸孔流动路径分析,发现缸头水套排气侧区域速度较小,流量分配不合理,进排气鼻梁区存在流动死区,原水套结构设计存在不足之处。针对此问题,通过局部调整缸头水套结构、缸垫分水孔布局及大小等参数对水套进行优化设计。仿真结果表明:优化设计后的冷却水套整体流速分布得到明显的改善,缸头水套鼻梁区流速及换热系数明显提升,换热系数满足高温区域需大于5 000 W/(m~2·K)的设计要求,整体水套水流分配更加均匀,流动死区面积减小。该研究可为冷却水套的设计优化提供仿真数据支撑。     

基于LS-DYNA的某座椅鞭打性能分析和优化

根据C-NCAP(2015版)鞭打试验评价规程和评分原则,利用BioRID II假人模型研究某座椅鞭打试验对于驾驶员颈部的伤害。利用动态非线性显式有限元方法,以动力学分析软件LS-Dyna为求解器,按照C-NCAP鞭打试验的要求建立有限元模型,实现鞭打试验的仿真和优化。研究结果表明:更改头枕杆的结构,使头部与头枕的间距和高度缩小,可以显著减小鞭打试验中颈部的损伤程度,从而实现座椅的有效优化。     

采用GT-POWER仿真的发动机进气性能优化

进气系统是发动机的重要组成部分,进气性能严重影响了发动机和整车的性能,因此设计充气效率高的进气系统是汽车工程和学术界长期以来追求的目标。利用GT-power建立了某4缸汽油发动机的工作过程模型,在验证了该模型的准确性后,通过对进气系统管道长度与直径的改变,找出了充气效率的影响规律,对进气系统进行了优化,并验证了该优化方案的准确性。     

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。     

天然气汽车的动力性能与排放性能研究

研究了天然气汽车的动力性能与排放性能,对改装的492QC天然气发动机和原发动机(燃用汽油)的扭矩、功率等进行了测量.实验结果表明:当由燃烧汽油变换为燃烧天然气时,发动机的扭矩、功率下降非常大;增大点火提前角可使发动机的动力性能得到改善,但发动机NOx,总碳氢THC,CO及CO2的排放污染明显减少.     

天然气发动机空燃比控制策略的研究与仿真

介绍了天然气发动机空燃比的比例-积分-微分控制、模糊自适应整定比例-积分-微分控制以及神经网络等各种控制策略,并对其进行了Matlab/simulink仿真,分别建立了仿真模型,给出了不同控制策略下的仿真结果图形曲线。通过仿真结果分析并对比了各种控制策略的控制特点,指出了在实际应用中需注意的问题。     

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。     

某双转子发动机变态相似模型设计与验证分析

为了研究转子系统动力变态相似性问题和转子系统变态试验模型的设计方法,归纳总结了变态相似理论,借助方程推导了转子系统变态模型与原型的相似准则,深入分析了其动力学相似关系。基于有限元法和遗传算法结合的数学模型,建立了转子系统模型优化设计算法,并对实际发动机燃气发生器和动力涡轮转子系统进行了动力学相似设计。经过计算,所设计的变态相似试验模型与原型满足动力学相似,可用此变态模型来分析原型的动力特性。研究结果表明:提出的转子系统变态模型优化设计方法切实可行,对转子系统试验模型的变态相似设计具有指导意义。     

关系数据库性能优化分析

介绍关系数据库查询原理,总结查询优化的过程。提出了一些在现实应用中切实可行的优化方法     

某轿车转向系统怠速振动分析与优化

针对某车型轿车怠速开空调工况时方向盘的抖动严重影响驾驶舒适性的问题,利用振动测试与模态分析方法研究方向盘怠速抖动的原因,发现方向盘整车约束状态模态频率与冷却风扇激励频率相近,从而引起方向盘共振。在无法更改激励力频率的情况下,利用灵敏度分析的方法分析转向系统各部件厚度对模态频率的灵敏度,针对灵敏度大的零部件进行优化。通过方向盘振动试验验证了方案的可行性。     

某螺纹磨床的振动性能分析

螺纹磨床是一种精密机床,主要用于加工各种高精度的圆柱或圆锥螺纹。磨削过程中磨床——砂轮——工件系统的固有振动,是造成磨削颤振,限制磨削生产率的主要原因,也是精磨加工中影响加工表面质量的重要因素。本文主要运用试验模态分析的方法,对螺纹磨床的固有振动性能进行了研究。在试验及分析的方法上,本文考虑到精密机床的高精度要求,对影响试验和分析精度的诸因素如测点的选择,曲线拟合中的畸变,频率响应数据的不等精度等等,进行了比较全面的论述,构造了适用于大型或复杂结构参数识别的微计算机方法——Z—F方法,编制了相应的计算程序MPI,井用Z—F法对某螺纹磨床的振动模态进行了识别和分析,指出了该机床结构上的一些脆弱点,为改进设计提供了理论依据。     

超宽带脉冲波形的设计优化与性能分析

本文在研究高斯函数及其各阶导函数构成的窄脉冲信号，三角包络、高斯包络以及升余弦包络窄脉冲信号的时域波形及其单边带能量谱密度的基础上，给出脉；中形状对超宽带能量谱密度的影响．推导出n阶高斯脉冲函数的博立叶变换公式，得出峰值频率与脉冲形成因子a和阶数n之间的函数关系．推导出改进的n阶Hermite脉冲函数和n阶高斯脉冲函数的相关函数，画出它们的自相关特性曲线．优化了超宽带脉冲波形设计的方法，以提高超宽带无线通信系统的性能．     

全时四驱SUV爬坡性能分析与优化

为提升汽车的爬坡性能,进行了某全时四驱SUV(运动型多用途汽车)的爬坡性能计算、分析及优化研究。考虑风阻对爬坡度的影响,建立汽车爬坡动力学模型,分别从驱动力条件和地面附着条件进行了最大爬坡度的理论值计算;应用AVL Cruise软件对全时四驱SUV理论模型进行验证及动力性和经济性分析,并与相同整车参数的前驱、后驱SUV进行爬坡度对比;基于遗传算法对汽车爬坡性能及燃油经济性进行参数优化。结果表明:相同整车参数条件下,全时四驱方式爬坡度明显优于前驱、后驱方式;应用遗传优化算法可在燃油经济性约束条件下明显提升SUV爬坡性能。     

金字塔点阵复合材料结构力学性能分析与优化

金字塔点阵复合材料是一种轻质、高强的新型材料,又具有隔热、隔振和电子屏蔽等多功能可设计性,是极具潜力的先进多功能材料。采用有限元软件ABAQUS建立金字塔点阵结构平压和剪切模型,分析等效平压和剪切性能。进而建立含多层铺层的点阵复合材料力学模型,通过理论值计算其平压模量和剪切模量,用ABAQUS计算等效平压刚度和剪切刚度,得出平压和剪切模量,并与理论解对比验证数值分析的正确性。对于对称铺层的点阵复合材料结构,改变铺层层数、铺层角度,倾斜角等多种几何工艺条件,采用ABAQUS数值分析平压模量和剪切模量,得到相应的优化结果。     

某柴油机缸孔变形的优化分析

以某柴油机开发过程为例,探讨解决缸孔变形问题的优化设计方案。缸体在加载缸盖测量后,二、三缸缸孔的二阶变形量超出测量标准,经缸孔变形分析发现,二缸和三缸在缸孔深度16~22mm之间的变形过于剧烈,进排气侧变形大。后期整改过程中,设计人员增加了缸垫止推筋,着力增加缸体顶端刚度。新设计方案的优化分析表明,缸孔变形量控制在设计标准内,各缸面压分布的均匀性有所改善,优化后的缸体顺利通过缸孔变形测量。通过测量-分析-设计-分析-测量完成缸孔优化分析的循环,实现问题闭环。     

二冲程半直喷煤油发动机性能计算分析

为研究二冲程点燃式半直喷航空煤油发动机的性能特点,通过对一台二冲程电喷原型机结构进行分析,利用发动机一维性能仿真计算平台开展电喷原型机及半直喷发动机建模与仿真分析,结果表明：将原型机改成扫气道半直喷发动机后,在全负荷条件下均燃用航空煤油时,发动机的功率、扭矩及平均指示压力等指标均比原型机有一定的提升,燃油消耗量比原型机要少;通过对6 000 r/min全负荷的工况点进行仿真分析,半直喷航空煤油发动机燃烧比同工况下航空煤油原型机更加充分;通过对比分析半直喷发动机喷油嘴的安装方案,喷油嘴安装在扫气道末端时,发动机燃烧要比安装在扫气道中部与前部稍好。研究结果可为二冲程半直喷发动机的设计提供理论参考。     

某型飞机发动机油封装置的研制

飞机发动机油封是发动机在贮藏和运输时防止其零件发生锈蚀的主要装置.本文介绍某型飞机发动机油封装置的研制,使用结果表明:该油封装置操作简便,全封闭无污染,各项指标均达到航空发动机地面维护规程规范,保证了发动机在封存期间的完好性,具有明显的社会经济效益.     

一种架空轨道穿梭车的参数优化与仿真分析

研究了一种架空轨道穿梭车,可用于多种工业场合的物料运输。为了提高穿梭车的工作效率,减小轨道垂向不平顺引起的车身垂向振动,基于H2优化确定了悬架的最优参数,使车身垂向振动的能量最小。为验证悬架参数的合理性,分别对1/4车模型和整车模型进行仿真。对1/4车模型进行数值仿真,仿真结果验证了参数的合理性。基于Simpack建立了整车的多体动力学模型,利用根轨迹法计算了整车模型在美国六级轨道谱下失稳的临界速度,仿真结果满足设计要求,再次验证了参数的合理性。