海口城市公交车行驶工况构建及排放清单建立

为构建城市公交车行驶工况以及建立相应排放清单,以2017年为基准年,通过对海口市公交车行驶数据采集,采用一系列特征参数来表达行驶模式,运用主成分分析法对数据进行降维处理,结合快速样本聚类的方法,完成运动学片段的聚类分析,构建行驶工况图。在海口市公交车技术水平分布、活动特征数据和运行工况等数据的统计分析的基础上,建立具有海口工况特征的IVE模型,获取海口市公交车的排放清单,最后利用车载尾气检测系统对排放清单进行验证。结果表明:相较于其他城市,海口公交车行驶工况有平均行驶速度较高,加、减速度较小,加、减速时间占比较高等特点。VOCS、PM、NO_x、CO的排放量分别为1 632、35、1 245、41 376 t。     

考虑工况识别的燃料电池客车能量管理策略研究

为降低燃料电池客车的等效氢耗量,延长动力电池的寿命,以中国重型商用车-客车工况(CHTC-C)中城市、郊区和高速3种工况为标准工况,提出灰狼优化支持向量机(GWO-SVM)工况识别算法,应用于燃料电池客车能量管理策略中,并在Cruise中搭建整车模型进行仿真验证。仿真结果表明：提出的能量管理策略车速跟随情况良好,符合客车动力性要求;相比于CV-SVM工况识别能量管理策略和无工况识别能量管理策略,提出的能量管理策略使动力电池荷电状态(SOC)变化相对平稳,客车的燃油经济性得到改善。     

基于垂向载荷转移率的微型客车侧倾敏感性研究

在Matlab/Simulink软件环境下建立某微型客车三自由度侧倾模型,分析车辆结构参数、道路输入参数及驾驶员输入参数对车辆侧倾倾向性的影响。利用干路面蛇形试验数据对所建立的仿真模型进行验证,通过J-turn试验和鱼钩仿真试验(fish-hook)分析车速、转向盘转角对车辆侧向加速度、车身侧倾角等侧向稳定性输出参数的影响。同时提出动态垂向载荷转移率(VTRd)作为侧倾敏感性因数,分析车辆结构及运行参数对微型客车侧倾敏感性的影响。结果表明:悬架侧倾刚度对侧倾敏感性影响最为明显;结合驾驶员对转向盘转角的输入,车辆的侧倾变化趋势对车速的变化比较敏感,当车速增加到80 km/h以上时,较小的转向盘转角变化就会使车辆发生侧倾。     

车联网环境下基于间隙优化的无信号交叉口车速控制方法

为了提高城市交叉口通行效率和减少交通污染,提出一种车联网环境下基于间隙优化的无信号交叉口控制方法。针对主路车车流量大导致次路车不可穿越的情况,建立次路车控制模型和主路车队控制模型,通过调整主路车流车速及车头间隙,使次路车以较高的安全车速穿越交叉口。为验证基于间隙优化的车速控制方法的有效性,以VISSIM仿真传统驾驶环境和车联网环境下的无信号交叉口,模拟并对比分析2种环境下交叉口的通行能力、污染物和燃油排放、平均行程时间。结果表明:所设计控制方法下车辆通过交叉口的平均行程时间减少8.44 s,单位时间内的燃油消耗量降低21.6%,CO排放量降低59.8%,HC排放量降低49.3%,NO_x排放量降低73.9%,车均延误降低58.49%,通行效率提升44.43%。     

引燃柴油预喷策略对甲醇/柴油缸内双直喷性能及排放的影响研究

将甲醇与柴油共同作为具有缸内双直喷系统的压燃式发动机燃料,改变引燃柴油预喷策略下的主喷定时,在RCCI燃烧模式下,探究发动机的燃烧和排放特性。研究结果表明:缸内压力的峰值由于引燃柴油主喷时刻的逐渐推迟而推迟,当推迟至压缩行程上止点之后时,可以明显地观察到活塞压缩所形成的缸内压力峰值,与此同时,燃料燃烧所形成的压力峰值逐渐降低并低于活塞压缩所形成的缸内压力峰值;预喷策略下引燃柴油的主喷时刻在3.5°CA BTDC时的排放情况最佳,同时缸内的燃烧情况也较好,是因为在主喷时刻不断推迟这一条件的影响下,HC、SOOT和CO排放量均逐渐增多,但NO_x的排放量随之减少,可以适当将主喷时刻推迟,但当主喷时刻设置上止点之后,导致缸内的燃烧情况变差,污染物排放量逐渐升高。     

基于模糊控制的车辆主动避撞系统及仿真验证

为了提高车辆主动避撞系统的安全性和舒适性,建立了纵向和横向危险状态判别模型以判断车辆行驶时的安全性,设计了基于模糊控制的车辆主动避撞系统,模糊控制器Ⅰ选取驾驶员类型和主车车速为输入参数,主动制动阈值为输出参数,实现根据驾驶员类型和行车工况的不同来控制不同的制动时刻,模糊控制器Ⅱ选取相对速度和相对距离,输出制动信号以对车辆制动过程中的制动压力进行控制。通过Prescan仿真平台建立前车静止和车辆碰撞远端行人测试工况,对设计的主动避撞系统的有效性进行了仿真验证。仿真结果表明:所提出的基于模糊控制的车辆主动避撞系统能够有效避免碰撞,并兼顾车辆高速行驶工况下的安全性和低速行驶工况下的驾乘舒适性,同时还满足了不同类型驾驶员对主动避撞系统激活时机差异的需求。     

考虑交通信息的PHEV电量消耗轨迹预测与跟随算法研究

为提高插电式混合动力客车的燃油经济性,可利用智能交通系统(intelligent transport system,ITS)提供的多种交通信息设计工况自适应能量管理策略。为此,首先搭建了能采集多种ITS信息的仿真平台,发现了电池电量消耗速率与交通拥堵等级之间的显著相关性。据此,先利用交通拥堵等级预测剩余行程的车速以分配各路段的电量,再利用多种信息准确地预测当前路段的车速,并结合当前路段的可用电量得到电量消耗轨迹。最后在线应用时通过跟随该轨迹实现最终的能量管理策略。通过仿真分析,发现该策略的性能较CDCS策略最多可提升15%,接近动态规划所得的全局最优解。     

基于AMESim的电动客车传动系分析与研究

以某电动中型客车为研究对象,对加装变速器后的整车动力总成系统进行研究,分析并建立了整车数学模型。在此基础上,利用AMESim建立了整车仿真模型,并利用Matlab/Simulink建立整车控制器。针对NEDC循环工况和加速工况对其进行了模拟仿真;分析了传动系参数对整车加速度特性、最高车速、经济性及冲击度的影响。利用遗传算法对传动系的传动比进行了优化,在保证整车冲击度达标的前提下改善了整车动力性与经济性。     

某重型载货汽车车架柔性化建模及疲劳分析

针对某重型载货汽车车架局部出现的疲劳寿命问题,通过有限元理论生成车架的模态中性文件,并对车架进行静力分析及强度校核。利用虚拟样机技术,建立考虑车架弹性的整车刚柔耦合模型,并对刚柔耦合整车模型进行随机路面不同速度下的整车动力学仿真,提取车架关键边界载荷谱。利用S-N疲劳设计方法,选用疲劳分析软件nCode Design-Life对车架进行疲劳可靠性分析,得到车架在不同工况以及不同车速下的疲劳寿命结果及损伤位置。结果表明:车架的最小寿命满足行驶要求,并为车架的优化设计提供了理论依据。     

电台微信公众号文化外宣推文的英译研究

以东风牌载货汽车为研究对象,利用有限元方法及虚拟样机技术建立整车多刚体模型和考虑柔性车架的整车刚弹耦合模型。在验证虚拟样机刚柔耦合整车模型正确性的基础上,比较分析不同工况下两整车模型操纵稳定性和行驶平顺性性能。结果表明:车架柔性越大,其低阶固有频率越低,反之,低阶固有频率越高;车架柔性对整车操纵稳定性影响不大,对行驶平顺性有较大的影响,车速越高,平顺性越差,路面越粗糙,总加权加速度值越大,舒适感越差,适当增加车架刚性可以有效改善整车行驶性能。因此,该方法为汽车车辆开发设计车架提供了理论依据。 更多还原     

不同品质柴油喷雾燃烧特性试验与仿真分析

针对不同品质的柴油燃烧时具有不同的喷雾形态、火焰浮起长度以及碳烟排放的现象,用煤油作为对比柴油,搭建定容燃烧弹试验设备,开发了喷雾燃烧特性试验用图像处理软件,进行不同初始条件下的火焰浮起长度试验对比。试验结果表明:柴油和煤油火焰浮起长度都随着喷油压力的提高而增长,随着燃烧弹内的初始压力和温度的升高而减小;在较低的环境温度和压力下,煤油火焰浮起长度值相对于柴油较大,且煤油浮起长度在环境温度和压力条件下的变化要比柴油敏感。同时利用Auto CAD及STAR-CD等软件,建立定容燃烧弹内燃油喷雾燃烧仿真模型,对试验工况进行仿真计算,并与试验数据进行对比研究。结果表明:数值仿真结果与试验结果基本一致,且主喷射段内的最大误差不超过5%,从而验证了在定容燃烧弹内建立的喷雾燃烧仿真模型的准确性。此外,从燃料的分子结构及碳原子数层面来分析,该模型可以预测不同含碳量柴油的火焰浮起长度值。     

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。     

轮对-曲线轨道非线性接触系统垂向振动分析

轨道超高是高速列车曲线行驶的主要参数之一,直接影响到车辆的安全性和轨道的耐久性。为研究轮轨垂向振动状态下曲线轨道超高的影响规律,基于动力学理论建立轮轨三维实体非线性接触的有限元模型,采用瞬态动力学分析方法,在曲线轨道高低不平顺激励下研究曲线轨道超高对轮对-曲线轨道非线性接触系统的动力影响。研究结果:低速在较大超高的轨道上行驶会增大车体横向振动,不同超高的舒适速度为190 km/h;车体垂向振动随着速度的增大受超高的影响逐渐减小;倾覆系数随着速度的增大呈非线性增大,内外侧轮轨脱轨系数差异在低速较大超高轨道中最大,且随着超高的增大差异逐渐减小;速度超过160 km/h时,轨距动态扩大量会迅速增大,超高会增加轨距动态扩大量,建议采取拉杆等措施予以加固;钢轨、轨枕及道床垂向振动随着车速增大而增大,超高影响较小,可忽略;超高引起内外侧轮轨接触应力完全不一致,法向接触应力以内侧轮轨较大,切向接触应力以外侧轮轨较大;速度超过160 km/h时,轮轨接触斑动态总滑动量会迅速增大,轨道超高会引起内侧轮轨接触斑动态滑动量大于外侧,其差值随着超高的增大而增大。     

增压重型柴油机米勒循环应用的潜力研究

米勒循环具有提高发动机热效率、降低NO_x排放等优势,但同时也减少了缸内新鲜空气总质量,从而对燃烧过程产生不利影响。因此,通过试验研究,探索了柴油机在不同进气压力下从低负荷到高负荷区域应用米勒循环的应用潜力。通过计算总液体燃料消耗量(包括燃油消耗量和氮氧化物后处理系统中估算的尿素消耗量),对发动机总体运行效率进行综合分析。在装有高压共轨燃油喷射系统和可变气门驱动系统的单缸重型柴油机上进行指示平均压力分别为0.6、1.2和1.7 MPa三个工况的试验。结果表明,采用通过进气门晚关角的米勒循环技术,有效地降低了压缩冲程终了时的缸内气体压力和温度,从而降低了燃烧温度峰值,有助于降低氮氧化物的排放水平。同时,排气温度也明显高于非米勒循环时发动机排气温度。特别是在低负荷0.6MPa的IMEP下,排气温度提高了约80℃,能显著提高NO_x后处理转化效率。     

应用免疫粒子群算法的电动汽车经济性换挡策略研究

为使电动汽车正常行驶时的能量消耗率更低,对某款匹配两挡自动变速器的电动汽车进行经济性换挡策略研究。面向电机效率最优制定传统双参数经济性换挡策略;建立以工况能耗为目标、换挡时间为约束的集成优化模型,通过免疫粒子群算法求解得到换挡策略曲线;利用建立的整车仿真平台对优化前后的换挡策略进行UDDS、CCBC工况下的仿真。结果显示:优化后的换挡策略在2种工况下行驶100 km所节省的电能分别为6.36%和8.99%,电机工作点更集中于高效区。     

高速铁路缓和曲线行车动力性能对比分析

针对三次抛物线、半波正弦和一波正弦3种线型的铁路缓和曲线，以不同的列车运行速度变化规律建立了3种不同的分析工况,理论计算了车体横向加速度时变率。利用铁道车辆系统动力学数值仿真软件，建立了具有93个自由度的单节高速车模型，同时考虑轨道不平顺的影响，仿真计算了车体横向加速度时变率，对比分析了3种不同工况下缓和曲线上车体横向加速度时变率的变化情况。结果表明，在未考虑轨道不平顺时，列车以变化的速度运行，半波正弦更具优势，在车站两端加减速地段可以考虑采用半波正弦型缓和曲线，以提高旅客乘坐舒适度；轨道不平顺对高速行车     

煤体温度对钻孔瓦斯放散特征的影响

为了研究围岩中不同温度条件下煤层瓦斯抽采时的初始放散特征,使用了自行研制的煤体瓦斯吸附-解吸试验装置,建立了煤体钻孔瓦斯放散物理模型,分别在27.5℃和28℃条件下采用N2进行煤体的吸附试验和钻孔瓦斯放散试验,并在27.5℃条件下对比了CO2和N2放散特征,实验过程对瓦斯压力、总应力和钻孔瓦斯放散速度进行了监测。试验结果表明,瓦斯压力相同条件下,煤体有效应力随温度升高而增大,钻孔瓦斯的放散初始速度与煤体的有效应力呈明显的负相关关系;结果还表明,本试验中煤样对CO2的吸附量约为N2吸附量的5倍,且CO2的放散速度明显大于N2。     

半挂汽车列车高速侧向稳定性控制研究

为提高半挂汽车列车高速变道行驶时的侧向稳定性,开展了挂车车轮主动转向控制研究。考虑侧风干扰和车身侧倾,建立挂车主动转向半挂汽车列车的5自由度车辆模型;以挂车的质心侧偏角和挂车质心处的侧向加速度为控制目标,设计挂车车轮主动转向的鲁棒控制器;为验证所设计控制器的有效性,基于搭建的TruckSim与Simulink联合仿真平台,在高速单移线和双移线行驶工况下,仿真研究挂车车轮主动转向的半挂汽车列车侧向动力学特性和挂车跟踪牵引车轨迹的跟随性。研究表明,所设计的挂车车轮主动转向鲁棒控制器是有效的,它能有效抑制变道时传统半挂汽车列车出现的挂车"过冲"现象,提高挂车跟踪牵引车轨迹的跟随性,并显著降低半挂汽车列车的质心侧偏角、侧向加速度和车身侧倾角。     

CRH3型动车组车轮多边形化对轮轨接触力的影响

针对高速铁路频发的车轮多边形问题,探讨了多边形阶数、多边形波深以及行车速度对轮轨接触力的影响。基于多体动力学分析软件SIMPACK建立了CRH3型整车动力学模型,进而考虑实际服役条件,计算不同行车速度下车轮多边形化的轮轨接触力荷载谱,确定高速列车行车条件下轮轨接触力的临界范围。研究结果表明:相同行车速度下波深对轮轨垂向力和横向力的平均值影响均较小,但它们的幅值均随波深的增加而显著增加;相同波深下轮轨垂向力的平均值和幅值均随着行车速度的增加而增加;当多边形阶数高于10阶时,轮轨横向力最大值随着行车速度的增加而增加;然而,当多边形阶数低于10阶时,轮轨横向力最大值会随着行车速度的增加而降低;当波深和行车速度不变时,轮轨垂向力和横向力最大值和幅值均随阶数增加而增加,且在车轮多边形阶数超过10阶时迅速增加;高速列车以250 km/h和300 km/h行驶时,车轮0. 05 mm和0. 1 mm波深情况下对应的车轮多边形阶数限值分别为18阶、15阶和16阶、12阶。     

鼓形动力集中动车组不同环境交会气动载荷数值研究

列车交会对车身产生冲击,影响车窗玻璃强度和空调进风性能等。为评估新研发的鼓形动力集中动车组不同情况下交会的车身压力变化,采用滑移网格技术,基于三维可压非定常雷诺时均方法和SST k-ω湍流模型,分析了隧道内不同线间距和不同车速,以及侧风环境下不同风速和不同车速的列车交会压力。结果发现,隧道内列车等速交会、相同线间距下,P_(max)、P_(min)和ΔP随车速增加而增大;同一速度下,P_(max)、P_(min)和ΔP随线间距增加而减小。风环境下列车交会,迎风侧列车的交会侧压力变化幅值最大。隧道内列车最大压力变化幅值远大于侧风下的压力幅值,隧道为侧风下的2.4～3.2倍。