基于“学科-科教-产教”多维融合的能源动力拔尖创新人才培养模式探索与实践

在我国“双碳”战略和能源战略的指导下,能源动力类别研究生培养尤为重要。而目前我国能源动力类别研究生培养所面临的主要问题是能源动力类别研究生培养模式与新时代拔尖创新人才要求不匹配,主要问题包括学科背景单一,课程体系陈旧;教学内容陈旧,知识体系不新;实践能力不强,实践环节薄弱。该文针对上述三方面问题开展研究,提出“学科-科教-产教”融合的多维融合思想,构建创新型能源动力类别研究生培养模式,该模式有助于将能源动力类别研究生培养成为新时代拔尖创新人才,满足新时代的迫切需要。该文所提出的思想和培养模式对于能源动力类别研究生培养具有重要的参考价值。

能源动力类别研究生产教融合联合培养基地建设模式与实践

培养出满足新时代要求的具有创新精神和实践能力的高水平能源动力类别研究生是我国早日实现“双碳”目标的迫切需求。构建产教融合联合培养基地,是深化产教融合、实现能源动力类别研究生教育高质量发展的关键环节。该文总结长安大学在能源动力类别(动力工程及电气工程)研究生培养中基于产教融合建设联合培养基地的模式及实践工作,提出软-硬件协同构建产教融合联合培养实践基地的理念,具体阐述该理念在动力工程及电气工程等能源动力类别研究生培养中的具体实践与应用,以期为能源动力类别研究生实践创新能力的培养提供参考。

采用格拉姆角场-卷积神经网络-时序卷积网络混合模型的锂离子电池健康状态估计

针对现有电池健康状态(SOH)估计存在估计精度低、时序特征捕捉不足的问题,提出了一种格拉姆角场-卷积神经网络-时序卷积网络(GAF-CNN-TCN)混合模型。利用GAF算法将不同长度的容量增量(IC)曲线转换成图像数据,并采用卷积神经网络从中提取特征;提出一种特征融合网络,将二维卷积神经网络从图像中提取的图片特征与一维卷积神经网络从IC序列中提取的时序特征进行融合;将提取的综合特征输入时序卷积网络模型中进行训练,实现了SOH的准确估计。利用美国国家航空航天局和牛津大学的锂离子电池数据集进行模型验证,结果表明:相较于长短期记忆(LSTM)模型,GAF-CNN-TCN混合模型输出的SOH与真实SOH之间的平均绝对误差(MAE)、平均绝对百分比误差(MAPE)和均方根误差(RMSE)分别降低了85.65%、86.12%、84.0%;相较于CNN-LSTM模型,所提模型的MAE、MAPE和RMSE分别降低了83.24%、83.75%、82.27%;相较于TCN模型,所提模型的MAE、MAPE和RMSE分别降低了76.92%、77.19%、76.01%。

微孔间距和孔径对PEMFC气体扩散层表面液滴流动传输特性的影响

质子交换膜燃料电池(PEMFC)被认为是最具潜力的新能源汽车动力装置之一,其性能受到气体扩散层(GDL)表面液滴的形成及动态传输特性的影响。本文以格子Boltzmann方法(LBM)的伪势模型为基础,对液滴从GDL表面浮现、生长和脱落等动态过程进行了仿真模拟,详细分析了微孔间距和孔径对气体扩散层表面液滴动态特性以及流道内压降的影响。研究结果表明在双进水孔的情况下,两个微孔小于某一个微孔间距时,两个液滴会发生融合,融合后的液滴会增大气流通道内的压降,缩短液滴排出的时间,当两个微孔孔距足够大时,两个液滴之间几乎没有相互影响,液滴排除时间相等,且流道内压降随着微孔间距的增加而降低。不同孔径的液滴在GDL表面的运动主要受气体作用剪切力的影响,与下游孔径大于上游孔径液滴的运动周期相比,上游孔径比下游孔径大时,液滴的运动周期更短。

生物柴油与轻柴油混合燃料的理化特性

用0#柴油与大豆毛油制成的生物柴油配成10种不同掺混比的混合燃料,测定了混合燃料的兼容性、密度、闪点、馏程、运动粘度、酸值、凝点和冷滤点等指标。结果表明:生物柴油与0#柴油具有良好的兼容性,其混合燃料的密度、闪点、蒸馏温度、运动粘度和酸值随生物柴油掺混比的增大而增大,生物柴油的凝点和冷滤点偏高;掺混比小于或等于20%的混合燃料基本符合国家轻柴油标准;而使用较高掺混比的混合燃料时,必须对馏程、酸值和冷滤点等指标进行改进。

生物柴油的氧化安定性

为了考察生物柴油的氧化安定性,通过8 h加速氧化试验,定时取样,分析了氧化油的运动粘度、酸值和过氧化值,并与不同掺混比的生物柴油/柴油混合燃料进行比较。结果表明:生物柴油的氧化安定性比柴油差,两者混合燃料的氧化安定性随生物柴油掺混比的增大而逐渐变差。考察了4种抗氧化剂对生物柴油氧化安定性的影响,通过筛选确定了一种效果良好的抗氧化剂,对生物柴油的氧化具有明显的抑制作用。

生物柴油/柴油混合燃料喷雾特性

为了研究生物柴油及其与柴油混合燃料的雾化质量,在燃油雾化质量评价理论的基础上,采用高分辨率数码照相机对纯柴油、纯生物柴油以及两者混合燃料的喷雾特性进行了对比研究;计算分析了喷雾锥角、喷雾油滴的尺寸数目分布、尺寸累计体积分布、平均直径、特征直径和发散边界。结果表明:随着生物柴油掺混比的增大,喷雾锥角减小,喷雾油滴的平均直径增大,油滴尺寸数目分布曲线和累计体积分布曲线向大颗粒方向偏移,发散边界减小;大颗粒油滴数目增多和油滴的发散程度缩小,说明混合燃料中生物柴油的掺混比越大,雾化质量越差。

燃料物理性质差异对柴油机喷雾特性的影响

生物柴油与柴油物理性质上的差异会影响到发动机的喷雾特性,采用大豆毛油为原料制成的生物柴油与柴油配成不同掺混比的混合燃料,测定其密度、运动黏度、表面张力和馏程等理化特性指标;采用高速摄像机和马尔文粒度分析仪在大气环境中测定生物柴油和柴油的喷雾特性.结果表明:生物柴油的密度、运动黏度、表面张力和馏出温度高于柴油;生物柴油出喷嘴后不同时刻的喷雾锥角小于柴油,而贯穿距离大于柴油;与柴油相比,生物柴油的索特平均直径和特征直径增大,雾化油滴的尺寸体积分布曲线和累计体积分布曲线向大颗粒方向偏移,说明生物柴油的雾化质量比柴油差.

直喷式柴油机燃用生物柴油的试验研究

生物柴油是一种清洁、可再生的代用燃料.在一台四缸增压直喷式柴油机上进行生物柴油与0#柴油的性能对比试验.在不同转速和负荷下测定生物柴油与0#柴油的动力性、经济性和排放特性.试验结果表明:与燃用0#柴油相比,燃用生物柴油时发动机的动力性提高,有效能耗率降低,HC和碳烟排放大幅度下降,NOX排放增加,CO排放在中低转速时有所增大.

生物质混合燃料在柴油机喷嘴内流动特性模拟

为了研究燃料物性差异对喷孔内流动特性的影响,通过GAMBIT软件建立三维喷嘴模型,利用FLUENT软件采用混合多相流模型,对柴油、生物柴油、生物柴油/乙醇混合燃料的喷孔内压强分布、速度分布和空化程度进行仿真分析。结果表明:燃油在压力室与喷孔入口衔接处压强迅速下降,进入喷孔后压强趋于稳定,在喷孔出口处压强略有上升;生物柴油的压强降幅最大,在喷孔不同截面处,与柴油相比生物柴油的压强平均下降了23.91%;生物柴油/乙醇混合燃料与柴油的压强降幅差别不大。燃油流速在喷孔入口处迅速增加,进入喷孔后增速放缓,在喷孔出口处燃油流速略有下降;在喷孔径向方向,由于壁面黏滞力作用导致速度从中心轴线向外围呈递减趋势;在喷孔不同截面处柴油的流速最快,其在喷嘴出口处的流速为229.8 m/s;生物柴油/乙醇混合燃料在喷嘴出口处的流速为223.1 m/s;生物柴油的流速最小,其在喷嘴出口处的流速为214.9 m/s。空穴现象首先发生在喷孔入口拐角处,随后向喷孔出口发展,并逐渐减弱。喷孔不同截面处,柴油的气相体积分数最大,生物柴油的气相体积分数最小,其气相体积分数比柴油平均下降了11.1%,与柴油相比生物柴油的空化程度较弱;生物柴油/乙醇混合燃料的气相体积分数与柴油差别不大,仅降低了1.8%,在生物柴油中添加乙醇能够降低燃料的密度、粘度和表面张力,改善燃料在喷孔内的流动特性,促进空化产生,喷孔内的空化现象能够为圆射流喷雾提供初始扰动,促进燃油雾化。该研究可为生物柴油/乙醇混合燃料流通特性研究提供理论支持。

旧机动车综合成新率计算方法

评估旧机动车价值时成新率的确定是关键,但目前关于旧机动车成新率的计算还没有客观、准确的方法。通过对旧机动车成新率影响因素的分析,提出了一种新的成新率计算方法。该方法选择车辆综合性能检测结果、车辆静态与动态检查结果作为参数,并采用层次分析法(AHP)确定了各参数的权重,运用综合分析法计算出旧机动车成新率值。最后通过实例验证了该方法的实用可行性和科学有效性。

发动机燃用生物柴油-柴油-乙醇混合燃料的性能试验

为了降低柴油机燃用中等比例生物柴油-柴油混合燃料的污染物排放,在1 400r/min和2 000r/min不同负荷条件下,首先对比分析了发动机燃用生物柴油-柴油混合燃料与纯柴油的性能差异,然后在中等比例的生物柴油-柴油混合燃料中分别掺混10%和20%(体积比)的无水乙醇,测定了乙醇掺混比对发动机经济性、动力性和排放特性的影响。结果表明:与纯柴油相比,生物柴油-柴油混合燃料的有效燃油消耗率上升,动力性略有下降,炭烟排放降低,而NO_x排放升高。随着乙醇掺混比的增大,生物柴油-柴油-乙醇混合燃料的有效燃油消耗率升高,小负荷时受乙醇汽化潜热的影响导致有效热效率下降,中等负荷时乙醇对有效热效率的影响不大,而大负荷时乙醇的高含氧量能够提高发动机的有效热效率。1 400r/min和2 000r/min全负荷条件下,发动机的最大功率随乙醇掺混比的增大而下降。在不同负荷条件下,随着生物柴油-柴油-乙醇混合燃料中乙醇掺混比的增大,发动机的炭烟、NO_x和CO排放逐渐降低,小负荷时乙醇的高汽化潜热导致HC排放明显升高。

增压柴油机燃用生物柴油与柴油的排放特性比较

为了研究生物柴油在柴油发动机上的应用,本文在一台4缸涡轮增压柴油机上进行了生物柴油与0#柴油的排放特性对比试验。测定了试验用生物柴油与0#柴油的理化指标,并在不同负荷下对比分析了生物柴油与0#柴油的排放特性。研究结果表明:试验用生物柴油的大部分理化指标符合《车用柴油》国标要求;与燃用0#柴油相比,燃用生物柴油时发动机的HC和碳烟排放大幅度下降,CO排放在大负荷时略有降低,NO_x排放增加。

电控高压共轨柴油机燃用生物柴油-柴油混合燃料的燃烧特性

针对1台6缸增压中冷电控高压共轨柴油机,在不改变原柴油机结构和喷油参数的条件下,研究了生物柴油的掺混比例对发动机燃烧特性的影响。结果表明:小负荷时发动机有预喷射,随着生物柴油掺混比的增大,生物柴油-柴油混合燃料的滞燃期缩短、缸内最高燃烧压力下降,预喷阶段压力升高率峰值和瞬时燃烧放热率峰值减小,且对应的相位提前;主喷阶段压力升高率峰值和瞬时燃烧放热率峰值增大,且对应的相位后移。随着负荷的增大,发动机喷油策略改为单次喷射,随着生物柴油掺混比的增大,缸内最高燃烧压力下降,燃烧持续期缩短,压力升高率峰值略有增大,瞬时燃烧放热率峰值逐渐减小且对应的相位前移。两种不同负荷条件下,随着生物柴油掺混比的增大,混合燃料的指示热效率逐渐下降。

锂离子电池内短路形成机理及检测方法综述

对锂离子电池内短路的形成机理及其检测方法进行研究。从内部缺陷、机械滥用、电滥用和热滥用等4个方面对内短路的形成机理进行分析。针对基于模型驱动、传感器信号和机器学习的内短路检测方法进行研究,深入分析不同技术的特点。通过机理分析,得到减少内短路的措施。针对当前检测技术所面临的难点和问题,结合大数据、5G通信和车端云智能网联技术,提出未来锂离子电池内短路检测方法的发展方向。

我国汽车美容业的现状及存在问题分析

我国汽车美容业处于初期发展阶段,市场潜力很大,但存在的问题也不少。文章对我国汽车美容业的现状与前景进行了系统分析,提出我国汽车美容行业存在的问题,并对问题产生的原因进行阐述,最后针对存在的问题提出一些建议,为我国汽车美容业的进一步完善和发展提供参考。

柴油—生物柴油混合燃料喷雾特性试验研究

采用高分辨率数码照相机对柴油与柴油—生物柴油混合燃料喷雾特性进行了对比研究。结果表明,随着生物柴油掺混比的增大,燃料黏度增大,喷雾锥角变小,Sauter平均直径增大。与MB24相比,柴油的相对尺寸范围和发散边界较大,因此其Sauter平均直径比MB24混合燃料的略大。由于乙醇的稀释作用,改制油MB24的Sauter平均直径最小,雾化质量明显改善。从喷雾液滴尺寸的数目分布可以看出,所有燃料的曲线峰值均位于14μm处,小颗粒液滴较多。随着生物柴油掺混比的增大,曲线峰值下降,下降趋势均匀平缓,说明燃料黏度的增大将使雾化油滴的尺寸分布渐趋均匀。从液滴尺寸的累积体积分布可以看出,随着生物柴油掺混比的增大,达到某一累积体积的油滴直径增大,说明大颗粒油滴增多。

基于燃油汽车改制的电动汽车试验

为了研究燃油汽车与纯电动汽车之间的异同点,探索纯电动汽车的设计方法及其相关技术,将一辆轻型客车改制为纯电动试验车。选用一种110 Ah的中国产铅酸蓄电池作为动力电源,经过约700 km的道路试验,电动试验车运行良好,没有出现因改制而引起的问题与故障。比较牵引力、最高车速和爬坡度等参数的试验数据及其理论计算值,纯电动汽车的实际车速低于理论车速,爬坡能力低于理论值,理论计算和试验数据基本吻合,纯电动汽车的动力性设计基本上可以沿用燃油汽车的设计方法和计算公式。

氧传感器对排放及三元催化器转化效率的影响研究

在发动机故障模拟试验台上研究了电控发动机氧传感器常见故障对发动机排放以及三元催化转换器转化效率等指标的影响进行了试验研究.结果表明:若氧传感器发生断开故障,对于怠速工况,发动机的喷油脉宽与排放量基本保持不变;对于常用工况,发动机的功率略有增加,油耗增加较多,CO和HC排放增加,NOX排放降低.若氧传感器发生排气通孔堵塞故障,发动机的性能变化与氧传感器发生断开故障相仿.在三元催化器前后分别检测排气污染物浓度,可以判断三元催化器性能的优劣.在常用工况下,若三元催化器转化效率低下,通过更换新氧传感器后三元催化器转化效率是否变化,可以判断故障原因.

单缸直喷式柴油机燃用生物柴油性能研究

【目的】了解生物柴油在柴油机上的燃烧特性和排放特性。【方法】在一台单缸直喷式柴油机上进行了燃用生物柴油与柴油的对比试验,对燃用生物柴油时的燃烧压力、滞燃期、放热规律以及排放规律等进行了系统研究。【结果】与燃用柴油相比,生物柴油滞燃期低,燃烧持续期长;当转速为1500 r/min,平均有效压力为0.531 MPa时,生物柴油最大燃烧压力、最大压力升高率以及最大燃烧放热率分别较柴油降低1.91%,30.1%和29.32%;当转速为1500 r/min时,燃用生物柴油时的比油耗平均较柴油高11.6%,燃用生物柴油时的HC、CO和烟度排放量分别较柴油平均降低17.17%,26.73%和37.85%,NOx排放量平均较柴油高21.93%。【结论】燃用生物柴油油耗增加,除NOx外其他排放量减少。在不改变发动机结构的前提下,生物柴油可以作为柴油的替代燃料在柴油机上使用。