大功率履带越野车用液力变矩器循环工况构建

为解决液力变矩器的传统稳态试验工况同实车工况契合度不高、无法反应实车上运行状态的问题,提出了一种大功率履带越野车用液力变矩器循环工况。在某型履带车辆实车工况数据基础上,统计分析液力变矩器在实车运行中的工况特征,选取了12个统计特征参数和10个比例特征参数,利用主成分分析法对工况数据进行了降维处理,通过无监督学习中的K均值聚类算法完成了数据片段的聚类分析,使用动态规划方法整合闭锁工况,获取典型工况片段用于循环工况重构,利用汉宁窗对片段进行平滑连接。以循环工况与总体数据主要特征值平均误差、连接处转速差值总和及斜率差值总和为目标,借助模拟退火和多目标粒子群算法进行优化,构建基于实车数据、契合液力变矩器实车运行特征的循环工况。结果表明,最终所得工况由叶轮转速——时间和闭锁信号——时间组成,主要特征参数平均相对误差为2.92%,与实车数据的工况特征表现一致。本研究成果为设计液力变矩器的可靠性试验工况提供了一种新的思路和途径。

基于循环工况的电动汽车双电机驱动系统协同优化设计

双电机优化设计需要考虑双电机系统的耦合运行,在传统优化方法中多采用估计效率Map的方法得到双电机系统最优的转矩分配系数。然而在高效电机优化设计中无法忽视估计法带来的误差。此外不同工况下电机的控制策略也不同。为了提高双电机驱动系统全工况运行效率,本文基于两种循环工况,系统地提出了一种电动汽车双电机协同优化设计方法。首先通过参数匹配获得了初代电机参数,接着提出了基于半解析模型的电机效率Map计算方法。基于此方法研究了不同工况下双电机系统的最优转矩分配和控制策略。然后基于粒子群算法,考虑电机不同工况下的控制策略对双电机本体参数进行了全工况优化。最后搭建了半实物实验平台,仿真和实验结果表明,所提优化方法能够提高双电机驱动系统的运行效率。

基于驱动循环工况的纯电动汽车能量管理策略研究

当前,能源与环境问题日益突出,纯电动汽车作为新能源汽车的主要车型受到广泛关注,如何有效管理纯电动汽车能量以提升其续航能力和整体性能,成为当前研究的热点。该文分析纯电动汽车能量管理重要性及纯电动汽车能量管理策略存在的问题,提出基于驱动循环工况的纯电动汽车能量管理策略,以有效提高整车能量利用效率,推动新能源汽车可持续发展。

基于循环工况的电动汽车传动系参数正交优化设计

以电动汽车传动系参数优化设计为目标,在电动汽车整车设计指标基础上建立电动汽车整车仿真模型,以ECE城市循环工况为基础,提出一种基于循环工况的电动汽车传动系速比正交优化设计策略。基于电动汽车整车动力性和经济性同步提升的目标,定义循环工况下电动汽车整车性能综合指标系数,利用提出的正交优化设计策略对车辆传动系速比进行优化设计。依据选定方案对ECE城市循环工况下整车及电机动态特性进行了仿真分析,仿真结果表明:利用本文提出的基于循环工况的电动汽车传动系参数正交优化设计策略能很好地满足ECE工况特性要求,这对提高电动汽车动力性能、增大续驶里程等都具有十分重要的意义。

北京城市公交客车循环工况开发

详细地论述了城市客车循环工况开发的程序和测试方法,并通过自行设计的测试仪器和数据采集系统,完成了北京城市客车循环工况的测量。详细分析了北京公交客车的实际运行特点,得出了北京城市客车的平均车速、运行时间、停车时间、加减速度以及客流量服从正态分布。同时,分析了变速器挡位分布。基于城市工况的特征,提出了一种多条线路循环工况的合成方法。结果表明,所开发的北京城市循环工况能够反映北京城市公交客车的实际运行状况,具有实用价值。

内燃机瞬态特性对整车循环工况动力性和经济性的影响

针对用发动机稳态万有特性计算整车循环工况性能所存在的不足,选用一款汽油机摩托车进行研究和验证。通过运用整车循环工况的试验数据,在发动机动态台架上模拟循环工况测定了发动机的瞬态特性。根据对发动机瞬态特性分析对原机进行了相应改进,使发动机瞬态时混合气形成和燃烧过程得到了改善,加快了发动机瞬态响应频率。最终试验测试结果显示,在发动机稳态特性变化很小的情况下,瞬态特性改进后不仅使整车变工况时动力性略有提升,而且明显降低了整车循环工况百公里油耗。

基于多循环工况的混合动力汽车参数优化研究

针对基于单一循环工况的混合动力汽车参数优化存在优化后的参数可能不适用于其它循环工况和整车的燃油经济性未必能达到最优的问题,本文提出了基于多循环工况的混合动力汽车参数优化方法。以整车燃油消耗量最小化作为优化目标,以动力系统参数和控制策略相关参数为优化变量,建立基于遗传算法和Matlab/Similink模块的优化模型,分别进行基于单一循环工况和基于多循环工况的混合动力汽车的优化。结果表明,与基于单一循环工况的优化相比,在保证车辆动力性的前提下,基于多循环工况的优化结果,不仅可适用于多种行驶工况,而且能进一步提高整车的燃油经济性。

基于FCM聚类算法的电动车城市循环工况构建

针对传统循环工况难以表征电动汽车特性的问题,以典型大中型城市西安为研究对象,对电动汽车城市循环工况构建方法进行了研究。研究工作主要体现在试验路线构建、试验数据处理和循环工况合成。在试验路线构建过程中,首先以2016年西安市城市道路交通地图为参考,应用ArcGIS软件计算了西安市城市道路总长度及各种类型道路长度,然后采集了西安市各种类型道路进行交通流量,采用重复抽样假设检验法确定了试验路线长度,采用层次分析法获得了试验路线中各种类型道路的长度和比例,并且基于西安市城市道路整体综合特征构建了试验路线。在试验数据处理过程中,首先采用小波分解和重构法对原始数据进行去噪,然后基于主成分分析法确定了运动学片段特征参数,基于模糊C均值(FCM)聚类分析法将试验数据划分成稳定流动工况、拥堵工况、畅通工况3种运动学片段。在循环工况合成过程中,根据3种运动学片段类的比例,选取离聚类中心最近的运动学片段合成一个完整的行驶工况。最后将西安市城市循环工况与中国典型工况,NEDC,UDDS,ECE15,EUDC,FTP-15等行驶工况的特征参数进行了对比,并且进行了试验对比研究。试验结果表明:西安城市工况下的续驶里程与实际续驶里程相差11. 72 km,相对误差为3. 91%,说明所建立的电动汽车城市循环工况能够真实反映西安市交通总体特征,所构建的行驶工况具有较高的真实性。

城市公交车发动机循环工况的试验研究与建立

通过公交车市区道路试验,在获取大量反映公交车市区行驶特性数据的基础上,利用多元统计理论确定了城市公交车行驶工况的解析方法,建立了能够反映城市公交车实际行驶特征的城市公交车行驶循环工况,并对建立的公交车行驶循环工况的有效性进行了试验和理论验证。通过建立试验公交车的整车性能仿真模型,将公交车运行驶工况转化为发动机循环工况。研究表明:GB/T12545.2-2001中规定的用于评价公交车燃油经济性的四工况与循环建立的公交车行驶工况具有较大差别。

基于循环工况的纯电动汽车驱动电机参数优化

通过对新欧洲循环工况(New European Driving Cycle,NEDC)的分析,指出了传统方法匹配的电动汽车驱动电机高效区未得到充分利用的问题。提出了基于循环工况的驱动电机参数优化方法,推导了当电机额定参数改变时,新电机效率Map的计算过程。优化结果显示NEDC工况下驱动电机工作点与电机高效区的匹配情况有所改善,电动汽车的续驶里程提高了8.9 km,同时整车动力性也得到了提高,表明基于循环工况的驱动电机优化方法对于提高电动汽车续驶里程是有效的。

基于城市循环工况的双离合器式自动变速器同步器的控制策略

基于装备双离合器式自动变速器(Dual clutch automatic transmission,DCT)车辆的整车参数、发动机的转矩模型和油耗模型,设计了DCT的最佳燃油经济性换挡规律。根据DCT同步器在换挡过程中可预先接合的特点,在保证同步器可准确实现其功能的前提下,参考两参数换挡规律的曲线,提出了DCT同步器的控制规律。分析了DCT车辆在城市循环工况行驶时车速及油门变化的特点,制定出同步器的具体控制方法,绘制出控制框图,编写出控制程序。利用DCT车辆的硬件在环试验台,对ECE+EUDC城市循环工况下DCT同步器的控制性能进行了测试。控制结果表明,在正常行驶工况及发生频繁换挡的工况下,所制定的控制方法均可实现同步器的准确控制。此外,该控制方法可减少同步器分离、接合的次数,节约了能耗,提高了同步器的使用寿命。

面向作业终端动力需求的装载机循环工况的创建

由于缺少面向作业终端的循环工况,装载机的节能机理及其仿真研究难以深入地开展,该文基于试验数据创建了装载机循环工况,从装载机作业终端描述了其作业过程中最基本的能耗规律。首先,利用数理统计的方法从装载机的工作循环试验数据中萃取了行驶车速、行驶阻力、整机质量和液压阻力矩等4方面的特征数据,然后,将这些特征数据分别置于4个独立的坐标轴上,在同一时间序列上创建了面向作业终端动力需求的装载机循环工况,最后,通过交叉验证试验检验了该循环工况有效性。面向作业终端的循环工况不仅为装载机节能机理研究、仿真研究和混合动力等装载机的开发提供必要的数据支持,同时也为传统装载机的性能试验提供统一的规范和标准。

城市再生制动标准循环工况制订方法研究

针对再生制动时能量回收效果的评价缺少有针对性的标准循环工况,构建了一种基于多元统计学概率分布理论的标准循环工况。提出了城市再生制动标准循环工况的构建方法,对采集的北京和天津道路工况数据进行了统计分析与处理。结合马尔可夫分析,构建了大型城市再生制动标准循环工况。对比试验结果表明,大型城市再生制动标准循环工况是有效的,对于其他城市再生制动标准循环工况的制订具有实用价值。

轻型商用车不同循环工况下排放性能与油耗分析

选取3款轻型商用车,在底盘测功机上进行世界轻型汽车测试循环(worldwide harmonized light vehicle test cycle,WLTC)和中国轻型商用车行驶工况循环(China light-duty vehicle test cycle-commercial,CLTC-C)对比试验,使用定容取样系统、尾气排放分析仪等设备测量气态污染物、颗粒物排放及油耗数据,采用DMS500设备分析颗粒物粒径分布状况,探究轻型商用车不同测试循环下排放性能与油耗特性。研究结果表明:不同燃料车辆在不同循环测试下的气态污染物排放结果差异明显,汽油车在CLTC-C下的NO_(x)、CO排放结果优于WLTC工况,全碳氢(total hydrogen,THC)排放结果略差于WLTC工况,而压缩天然气(compressed natural gas,CNG)车在CLTC-C工况下NO_(x)和CO排放结果略差于WLTC工况,THC排放结果则优于WLTC工况;汽油车和CNG车在CLTC-C工况下的颗粒物排放量均远低于WLTC工况;试验车辆颗粒物排放峰值粒径均在8 nm和75 nm左右,且CNG车在WLTC工况下的聚集态颗粒物浓度显著高于CLTC-C工况;WLTC工况下的平均油耗均高于CLTC-C工况,同时两循环工况内低速阶段平均油耗最高。

基于NEDC循环工况的集成式电驱动系统匹配优化

针对传统的驱动电机系统匹配方法在NEDC循环工况下未能充分利用电机高效区问题,提出了基于实车NEDC循环工况试验结合理论计算对比分析的方法,通过核算集成式电驱动系统需求机械能占比来优化电机高效区,采用线性插值和加权算法优化减速器速比,对优化结果进行了仿真和试验验证结果表明,优化后的集成式电驱动系统效率比优化前提升10.9%。

一种非平稳随机循环工况下的参数化载荷模型

为解决土方工程机械非平稳随机循环工况下,其零部件设计与试验中载荷表达的难题,提出一种参数化载荷模型.以液压挖掘机多路阀回转联为研究对象,将其阀口压力载荷数据通过小波变换分解为载荷随机项和载荷趋势项;其中具有平稳随机特征的载荷随机项利用功率谱估计等处理实现其"随机项函数"表达,具有非平稳特征的载荷趋势项利用随机变量表征工况的函数拟合实现其"趋势项函数"表达;再将两者组合重构为"循环工况载荷函数".仿真与试验数据对比证明,该函数较好地复现了非平稳随机循环工况下多路阀载荷的随机特征.研究表明构建载荷模型的方法,对于实现面向循环工况特征的非平稳随机载荷的参数化表达,具有工程化应用的重要参考价值.

自卸车循环工况研究

通过大量自卸车用户使用情况调研和实车试验,应用数理统计和多参数统计理论,解析出自卸车行驶循环工况。利用CRUISE软件建立了自卸车整车模型,并用此模型对所建自卸车行驶循环工况的载荷分布进行了仿真分析。

改进的城市公交循环工况开发方法

提出了一种改进城市公交循环工况的开发方法.根据车流量在主要商业区、工业区与居民区之间选择测试线路进行数据采集,以公交各站点间的行程作为短行程,根据工况时间比例由短行程构建城市公交循环工况,用参数均值方差选择典型城市公交循环工况.以大连城市公交为例,验证了改进的城市公交循环工况开发方法的有效性,以及应用该方法合成的大连城市公交循环工况的真实性.为开发适合城市公交特点的电动汽车,及其污染物排放量和燃油消耗量的测量提供了设计依据.

循环工况下变矩器叶片角设计空间的性能优化

为解决整机循环工况与液力变矩器的匹配问题,并建立变矩器设计参数与整机工况的动力学映射关系,本文提出循环工况条件下变矩器叶片角设计空间的性能优化方法。该方法在整机物理实验条件下,以其变矩器的统计循环工况加权效率为评价目标,利用变矩器一元束流理论及其流固耦合仿真结果构建变矩器性能模型,对变矩器叶片角设计变量进行优化。优化过程中以整机V型和T型典型工况及双涡轮变矩器为研究对象,在变矩器流固耦合仿真精度得到台架实验验证的前提下,证明优化后变矩器统计循环工况加权效率分别提升2.64%和2.48%。该方法简易性地建立了整机与变矩器叶片角设计参数间的一体化动力学匹配关系,对同类面向主机的配件定制化设计具有工程化指导价值。

基于西安高新区循环工况的纯电动城市客车动力系统匹配及仿真研究

以西安市高新区运营的纯电动城市客车为实验对象,利用数据采集仪器Race-Technology记录车辆往返路线中的主要参数,采用SPSS软件中的主成分分析法和聚类分析法将站点运动区间分成代表不同运行特征的类别,以此构建具有代表性的西安市高新区城市客车行驶工况,根据构建的行驶工况对纯电动城市客车的动力系统进行参数匹配。对于匹配后的模型,利用仿真软件AVL-CRUISE建立相应车辆仿真模型,并在已建立的循环工况下分别对匹配的纯电动车辆模型与在西安市高新区运营的纯电动城市客车BYD-K9车辆进行综合性能仿真对比,结果表显示由于匹配车辆的动力传动速比为定值,对于动力性有所影响,但满足高新区行驶要求,电能消耗明显小于BYD-K9纯电动城市客车。