超级电容汽车制动能量回收试验台架设计

介绍了汽车制动能量回收原理,分析了超级电容在制动能量回收方面的优势,设计了汽车制动能量回收试验台架,提出了制动能量回收的控制算法,测试了转速稳定性、起动电流等关键参数,验证了台架的可靠性。研究结果表明,试验台架能够模拟汽车制动能量,利用超级电容储存制动能量并将储存的能量用于起动。通过控制模块实时控制,实现对制动能量有效的回收及利用。惯性模拟飞轮转速稳定,上下波动在50r/min以内,可准确的模拟设定动能;直接利用超级电容起动发动机是可行的,起动峰值电流在200A以内;设计的能量回收控制算法执行有效。     

正交试验与神经网络结合优化生物柴油的制备工艺

采用酯交换法制备棉籽油生物柴油,利用正交试验获得的数据作为神经网络的训练样本,以工艺参数为输入、生物柴油产率为输出,建立三层BP神经网络,训练好的模型用来预测已确定的最佳制备条件（醇油比6：1,催化剂用量1．0％,反应温度40℃,反应时间60min）下的产率,预测产率为96．8％,三次平行试验的平均产率为96．1％,预测值与试验值相对误差仅为0．7％。所得生物柴油主要性能指标与我国生物柴油国家标准（GB／T20828-2007）基本一致。     

基于热机耦合的柴油机活塞热应力及疲劳寿命分析

通过建立活塞裙部型线、活塞优化后的燃烧室及内冷油道等的有限元模型,采用PERMAS软件计算了优化后的活塞在标定工况下的温度场和热机耦合应力,分析了活塞的疲劳寿命,并测量了800h热冲击试验后,活塞环槽、活塞外圆尺寸等尺寸和型线的变化情况。结果表明:活塞高温区域主要分布在活塞顶部,最高温度约为301℃,在活塞材料许用范围内;第一环槽的表面平均温度为194℃,低于润滑油结焦温度230℃;增加了20%喷油量时,活塞的表面温度仍可满足设计要求。在活塞受到热机耦合作用时,活塞向主推力面方向倾斜,主推力面受力较大,约为44N/mm2,活塞销座表面最大应力值区域主要分布在后端销孔上侧,约为98N/mm2,应力值均在许用范围内。活塞疲劳寿命最低的部位在活塞燃烧室底部及燃烧室喉口,理论寿命分别为6.9和7.7,800h热冲击试验后,活塞环槽、销孔、活塞环槽底径、活塞外援尺寸等尺寸变化均较小,活塞外圆型线和椭圆型线变化不大,能够满足使用要求。     

生物柴油醛、酮类污染物的排放特性与分析

采用2,4-二硝基苯肼(DNPH)衍生法和高效液相色谱(HPLC)技术,对柴油机排气中的醛、酮污染物进行了捕集和分离测定,考察了柴油机燃用BD100、BD50、BD0时,不同负荷下的醛、酮污染物排放规律,分析了燃料组分、缸内温度、压力、排气温度等对醛、酮污染物排放的影响。研究结果表明,该方法可实现微量醛、酮污染物的准确、快速测定;柴油机排气中含量较高的羰基物有甲醛、丙醛、丙烯醛、乙醛、丙酮、丁酮和丁醛,其排放水平均随负荷增大而呈下降的趋势;高负荷时,高温区域的滞留时间延长,醛、酮类被再次氧化、转化几率增加;较高的排气温度会促使排气中的醛、酮类物质和HC燃料再次氧化生成CO和CO2。     

生物柴油非常规排放物的采样装置与测量方法

针对生物柴油燃烧过程中产生的羟基类、芳香烃类和金属粒子等非常规污染物,根据羟基类理化性质特点,提出了采用衍生化法结合高效液相色谱技术,对羰基类物质进行样品采集、前处理和分离的测量方法。针对芳香烃物质,提出了运用活性炭吸附管和气相色谱-质谱技术对芳香烃物质进行定性定量分析的方法。并对相对标准偏差、定量标准曲线进行了理论分析,实现了柴油机羰基类、芳香烃类物质的快速、准确测定。通过采集柴油机不同运行时间的润滑油样本,提出了采用扫描电子显微镜,配合X射线能谱的方法,探讨了金属粒子的来源,总结了柴油机润滑油中金属粒子种类和数量的变化规律,为柴油机非常规污染物研究提供了有效的测量方法。     

生物柴油组成及结构对苯生成量的数值模拟

从生物柴油的组成和结构出发,在激波管的条件下,根据小分子物质不同饱和度、不同碳链长度、不同含氧量等进行单因素模拟,探讨生物柴油不同的组成和结构对苯生成量的影响.结果表明:不饱和程度越高,苯的生成速率越大,生成量越多;燃烧过程中苯的浓度随着碳链长度的增加而上升;随着含氧量的增加,苯生成反应所需的时间减少.相比于丙烷,乙酸甲酯燃烧时,苯的浓度下降约58%.     

低温环境下车用起动电机的匹配研究

分析了低温工况下车用起动系统的主要影响因素;结合发动机的起动阻力矩、最低起动转速、电机工作特性、起动系统传动系数和电机热效应等因素,确定了起动电机的最大输出功率;考察了极板结构、电解液温度对蓄电池容量的影响;总结了起动阻力矩与起动电机功率、蓄电池容量之间的匹配公式;测量了起动阻力矩随环境温度、起动转速的变化规律。结果表明:减少板极厚度、增加板极高度、适当提高电解液密度,可提高蓄电池容量;在相同的环境温度下,起动阻力矩随起动转速的提高而增大,当转速高于170r/min时,转速每提高50r/min,起动阻力矩增加3～8N.m;当环境温度低于0℃、转速不变时,环境温度每降低5℃,起动阻力矩增加2.5N.m.     

当量比/EGR率对生物柴油多环芳香烃影响的理论分析

采用CHEMKIN中的反射激波管模型,模拟了生物柴油的燃烧,探讨了不同当量比和EGR率对生物柴油的碳烟前驱体多环芳香烃中的苯、萘、菲、芘的影响.研究表明:当量比由1.0,1.7到2.1逐渐增大,苯、萘、菲、芘的摩尔分数变小,抑制多环芳香烃的形成,减少碳烟;前期EGR率为0,5%,10%,20%和40%时苯的曲线几乎重合,4μs后EGR率为40%;萘、菲、芘随EGR率增大呈增大趋势.     

柴油机噪声源识别与噪声特性研究

以某型号柴油机为研究对象,测量了柴油机外特性工况、负荷特性工况下的整机噪声和主要零部件近场噪声,结合频谱分析进行了噪声源识别。研究结果表明,柴油机标定工况的整机声功率级106.3 dB(A);在负荷不变的情况下,柴油机噪声随着转速的上升而增大。高转速时,柴油机负荷的变化对噪声影响不大;柴油机近场噪声较高的部位是油泵、油底壳、曲轴皮带轮和空气滤清器;低速时,进气噪声是柴油机主要噪声源,频率120~125)Hz处的峰值与周期性压力脉动频率相吻合,频率315 Hz处的峰值与气柱共振系统的固有频率相吻合,气柱共振噪声要高于周期性压力脉动噪声。     

柴油机连杆组合件的失效分析与优化设计

分析了连杆组合件的失效原因,提出了连杆组合件的改进措施,建立了某柴油机连杆组合件的三维有限元分析模型,应用ANSYS软件进行了三维非线性有限元分析,在有限元分析的基础上,采用Good-man法计算了连杆的疲劳强度。研究结果表明,适当增加连杆大头孔外径可以有效缓解螺纹孔带来的应力集中,连杆大头孔内侧最大应力可下降20%左右;增大活塞销外径,缩短活塞销长度,活塞外表面的拉伸应力略有下降;改进后过渡段的安全系数可从2.36增大到12.65以上。