串并联混合动力变速箱挡位对整车性能的影响

针对串并联混合动力车辆变速箱选型匹配问题,采用试验设计(DOE)方法选取变速箱最优速比并分析挡位对整车性能的影响。建立了整车仿真模型和控制策略并进行了台架验证,分析了该混合动力系统3种变速箱挡位配置对车辆的加速性能、爬坡性能和整车油耗的影响。仿真结果表明,挡位的增多可以提高整车动力性,降低整车对电池放电功率及电池容量的需求,但是对整车油耗改善较小。进一步仿真结果表明,即使改善发动机低转速中高负荷区域的燃油消耗率,变速箱挡位数对整车油耗的影响也不大。

计算机视觉的电站锅炉水冷壁缺陷检测方法

发电厂锅炉巡检可有效避免安全事故发生,针对现场巡检过程中,锅炉水冷壁巡检区域较大,部分区域检测困难问题,开发一种基于YOLOv3模型的水冷壁缺陷检测系统。无人机携带视觉采集装置,对豫能集团某电厂锅炉水冷壁进行图像采集,画面经压缩后实时无线传输到检测末端装置,采用YOLOv3算法对水冷壁数据进行分析,对模型重要参数进行调整并做出样本增广与平衡化改进处理,提高检测效果,共测出磨损、裂缝、氧化等106处失效部位,与人工检测对比,成功率达77.9%。该方法解决了在巡检区域大、部分区域检测困难问题,使大型电站锅炉在开展水冷壁检测方面实际付出的成本得到有效缩减。

汽车车身造型设计与气动力分析

为研究车身造型对气动力的影响,根据人机工程相关参数,运用Rhino软件的非统一有理B样条(non-uniform rational B-splines, NURBS)建模技术,构建车身外形,并采用计算流体动力学方法对其外流场进行仿真,得到气动力特性。流场中气流始终附着在车身表面没有出现分离,表明车身造型合理,有利于减小气动阻力。针对尾部结构进行曲线再造,改进后的模型的气动阻力明显减小;附加尾翼和鸭尾造型气动升力减小,侧倾力矩减弱,有利于提高汽车对地面的附着力,提高稳定性,更适合于赛车。文中采用的方法可为设计符合汽车空气动力学特性的车身造型方案及风洞试验提供理论参考。

某中型皮卡发动机冷却风扇布局优化

冷却风扇作为汽车发动机冷却模块的关键部件,其空间位置直接影响机舱内的流场结构,决定了通过散热器的空气流量,进而影响发动机的散热性能。为了确定既定冷却风扇在某新车型机舱内的最佳布局,以散热器流量及流量波动为目标,以风扇的空间坐标位置为变量,面向流场结构进行了布局优化。首先,通过试验设计方法生成初始设计样本点并进行几何参数化建模;然后,针对实际工况需求,选择关键车速条件,进行发动机舱内流场的CFD仿真,基于仿真结果建立Kriging代理模型;最后,以散热器进口流量和流速标准差为目标进行多目标优化,通过遗传算法获取Pareto最优解集,基于高维参变量可视化技术进行了结果分析,为机舱内零部件的布局决策提供了有价值的参考。研究结果显示了冷却风扇沿车行进方向的位置改变与散热器流量的显著相关性,为新车型冷却风扇的布置方案提供全局最优性的理论支撑。

基于因子图优化的激光惯性SLAM方法研究

融合激光雷达和惯性测量单元的SLAM方法是拒止环境下自动驾驶定位建图的重要技术手段。该技术包含前端和后端2个数据处理模块,在后端数据处理方面,现有方法存在长时间运行时累积误差较高、回环检测计算负载较大以及复杂拒止环境下鲁棒性不理想等问题。针对上述需求,提出一种适配前端激光惯性里程计的新型后端数据处理方法。该方法采用因子图优化算法架构,建立激光连续关键帧间的惯性单元预积分模型,将该模型作为因子图架构中表征惯性单元数据的算法因子,降低数据处理的计算负载。构建基于Scan-Context描述符的高效回环检测方法,将点云数据三维空间结构特征转化为二维特征图,在保证回环检测精度的前提下进一步提高计算效率。结合前端里程计信息,构建包含里程计因子、惯性单元预积分因子和回环检测因子误差项的目标函数,通过非线性优化算法求解最优位姿状态,形成完整的SLAM算法结构。对所述方法及FAST-LIO2、LIO-SAM和SC-LeGO-LOAM等现有主流激光惯性SLAM方法基于开源数据集进行对比验证,并开展实车试验。结果表明:相较于现有方法,所述DSC-Algo方法在公开数据集测试中的计算性能和全局定位精度实现了显著提升,在现实拒止环境实车测试中的定位精度和算法鲁棒性也具有明显优势。

工程机械品质鉴定模糊评价方法的研究

针对工程机械设备品质鉴定的模糊性、随机性和冲突性,提出基于云模型和证据理论的工程机械品质鉴定模糊评价方法。该方法的要点:根据设备功能结构特点及故障形式构建品质鉴定指标体系;对层次分析法中的专家评语、权重计算等做云模型处理;将云模型表示的专家评估意见用云模型相似度算法转化为基本概率分配,并用证据理论进行融合;基于最大信任准则确定设备品质等级。通过二手悬臂式掘进机品质鉴定展示该方法的实施过程,实例分析验证了该方法的有效性。

基于响应面模型的智能台架供风系统开发

为解决瞬态工况下,汽车主动进气格栅(AGS)开度及风扇转速实时调整,换热器进风量时刻改变,热管理测试台架风机无法实时为换热器提供精准瞬态供风这一问题,应用计算流体力学(CFD)仿真技术,分析了换热器进风量与车速、AGS开度及风扇转速之间的关系,并构建了数学模型,模型预测误差小于6.6%。将该模型置于CANOE设备中,与VN1640设备及风机系统连接,可实时采集车速、AGS开度及风扇转速CAN信号,计算换热器进风量,从而控制风机输出相应风量,实现了台架风机为换热器提供精准、实时供风这一目标。

基于MPC的智能网联卡车队列最优能耗控制

针对高速公路智能网联卡车队列的能耗优化问题,提出了一种基于模型预测控制的双层控制算法。算法由速度规划层和跟踪控制层两部分构成,其中速度规划层结合道路坡度及车辆状态,通过线性能量守恒模型来消除动力学模型中的非线性项,并以发动机输出功率作为油耗优化指标,采用线性模型预测控制方法获得车队的规划速度;为减少简化车队模型引起的不确定性,跟踪控制层采用基于线性矩阵不等式的分布式鲁棒模型预测控制算法,设计状态反馈控制器对上层规划的最优速度进行跟踪。仿真结果验证了上述双层控制算法的可行性和有效性,可以在保证最优能耗控制的前提下实现车队安全稳定行驶。

改变车身造型的气动阻力与分轴升力多目标优化

针对汽车分轴升力与阻力无法综合改善的问题,提出一种造型优化方案。以某SUV为研究对象,建立SUV流场仿真模型并分析外流场气动特性,确定车身需要优化的部位,通过风洞试验验证流场仿真结果的准确性。采用均匀拉丁超立方对造型取样并进行外流场数值仿真计算,通过克里金法建立造型参数与气动系数的对应关系,使用遗传算法生成Pareto前沿解。最终提出3种优化方案综合改善阻力系数和前后轴升力系数,分别使前轴升力系数达到最负值,阻力系数降低2.7%。

极坐标系下九心迭代法评定圆度误差

圆度误差是零部件的基础误差,直接决定轴类零件的加工是否合格。为提高圆度误差的计算效率,给出了极坐标系下直接计算圆度误差的具体方案。基于极坐标系构建了圆度误差最小区域拟合准则的数学模型,针对此数学模型提出九心迭代法(NCI)精确计算圆度误差。实验部分验证了极坐标系下圆度误差数学模型的准确性,同时与传统GA、PSO和ABC算法对比发现NCI算法计算结果更精确,计算效率更高。此方案的实施可避免传统圆度误差计算需要转换到笛卡尔坐标系而影响计算精度和效率,推广于精密零件的实践检测将提高检测效率和精度。

中国市场乘用车质量和动力性能参数特征

为掌握我国乘用车质量和动力性能参数的分布特征,对3 791辆乘用车的5种细分车型和能源形式进行了质量和动力性能差异性分析,确定了小客车专用公路设计车辆的质量和性能参数建议值。结果表明:我国乘用车的整备质量、满载质量、功率、扭矩的第85%分位值分别为2 040 kg、2 600 kg、180 kW、370 N·m。纯电动车整备质量和满载质量的平均值均大于燃油汽车的平均值。纯电动车中SUV比功率最大、面包车比功率最小,燃油汽车中SUV比功率最大、轻客比功率最小。小客车专用公路中,用于公路结构设计的设计车辆可确定为整备质量为2 700 kg、满载质量为4 200 kg的纯电动轻客和整备质量为2 200 kg、满载质量为3 300 kg的燃油轻客;用于公路几何设计的设计车辆为比功率为20 W/kg的纯电动面包车和比功率为30 W/kg的燃油轻客。

基于故障树的迈腾发动机节气门体实验研究

针对电子节气门体故障引发的迈腾发动机转速不能跟进的故障现象,通过构建符合实际控制逻辑的故障树分析电子节气门体的实验过程。首先根据ETC控制逻辑和GX3电路原理剖析了从体现驾驶员意愿的踏板位置信号传输给J623到G187和G188采集信号向J623反馈节气门开度的整个闭环控制过程,然后建立“迈腾B8L2.0T发动机转速不能跟进”故障树。再依据底事件重要度,采用发动机分析仪FSA740等依次对G186驱动信号、G187和G188共用工作电压、信号电压、信号波形进行测试,最后通过分析波形图,提炼出了占空比信号控制特点、J623提供5 V电源的基本条件、信号电压成互补的方式输出等。实验研究表明:基于故障树选定的节气门体测试项目数据能客观反映电子节气门内在运行规律,为准确判断G186、G187和G188的具体故障部位提供真实的数据支撑。

洗扫车冬季除水方案对比分析

洗扫车除水分为高压水路系统除水和低压水路系统除水,低压水路由于管径较大,一般采用重力放水方式。高压水路系统管理复杂且管径较小,采用自动控制的气力净水技术一键操作,将高压气体打入高压水路管道之中,将残余在管道中的水迅速排除,能降低操作者的劳动强度,同时能避免误操作导致的管路结冰引起的水路损坏。

车身漆面缺陷的自动检测与定位方法

针对目前国内汽车制造业中面漆后车身表面缺陷难以非接触高精度检测,得不到缺陷确切位置等问题,这里提出了一种结合相位测量偏折术与双目测距原理的车身漆面缺陷检测定位方法。首先采用四步相移法提取车身反射图像相位,运用格雷码进行相位解包裹,再通过判断局部相位突变来提取缺陷;建立缺陷池并通过过滤器去除伪缺陷得到真实缺陷;基于双目测距原理,对检测出的缺陷,取其形状中心再得到具体位置坐标。实验结果表明,该缺陷检测方法能够自动,准确,稳定地检测漆面缺陷;双目测距法能准确地得到缺陷的具体位置,可为后续实现自动打磨提供可靠数据来源。

新能源智能农机装备发展现状和趋势

推进新能源智能农机发展是延伸新能源汽车产业链、拓展新能源汽车技术在农用机械领域应用的重要举措。新能源农机作为农业生产中节能减排的重要工具,是未来农机装备的发展和转型方向之一。在界定新能源智能农机概念的基础上,以电动拖拉机为例,介绍了国内外进行的大量技术研究与产品尝试,并对其发展的各个阶段及其典型产品进行了梳理,归纳各发展阶段的技术特点与影响电动拖拉机技术发展的主要因素。研究发现,新能源智能农机动力系统经历了电轨、动力电池与混合动力3个阶段,其发展受到了电池成本较高、基础设施不足、功率需求错配、农机类型多样与缺乏科学评定指标等多因素制约,而以清洁能源技术、分布式大马力电驱动技术、电控液压悬挂系统技术等为代表的新一代技术成为未来新能源农机技术发展的方向。

某轻型客车钢板弹簧断裂失效原因分析

某轻型客车钢板弹簧在整车耐久试验过程中频繁出现断裂问题。文章通过断口宏观和微观分析、化学成分分析、硬度测试、金相组织检测分析,以及铣削台阶位置和板簧受力特征分析,确定了钢板弹簧断裂的根本原因并制定了改进措施,结合台架试验及整车道路试验进行了验证。结果显示,钢板弹簧卷耳两侧铣削范围过长,导致板簧簧片R角处存铣削台阶,使得此处应力集中进一步提高,导致钢板弹簧在此处断裂。减小钢板弹簧卷耳两侧铣削长度,问题得以解决。

摩托车散热器护罩结构对其进风量的影响分析

为保护散热器不被泥土污染,需在散热器进风端添加散热器护罩。散热器护罩添加后对散热器进风量有明显的影响。为获取较优的散热器护罩结构设计,采用CFD分析方法搭建摩托车整车外流场计算域模型,结合不同散热器护罩结构方案,分析散热器护罩结构对其进风量的影响,选取合适的散热器护罩方案开展整车实验验证。结果表明:散热器护罩上导流板角度130°且散热器护罩与芯体间的间隙为1 mm时,散热器进风量为281.7 g/s,与无护罩状态的进风量相当。护罩与芯体间存在间隙可提升散热器进风量,建议间隙控制在1~2.5 mm;散热器护罩网孔倾斜和导流板开孔不利于风量提升。经对比测试,怠速工况、最高车速工况及最大扭矩工况下,散热器添加护罩后的发动机出水温度与无护罩状态的发动机出水温度基本一致。适当减小风扇罩挡风面积可进一步提升散热器进风量,散热器添加护罩后,人体大腿两侧不会出现明显热风。研究结果可为摩托车散热器护罩结构设计及优化提供理论参考。

面向机器人打磨陶瓷洁具工艺的参数优化

针对卫浴陶瓷洁具进行抛光工艺,引入新松打磨机器人作为自动化设备实现自动化抛光打磨。结合Preston方程以及赫兹接触理论,确定了海绵轮与工件之间的相对速度,正压力是对陶瓷洁具表面质量的影响的两个工艺参数,以此建立了陶瓷洁具的材料去除理论模型;后续搭建了机器人恒力抛光平台,设计了陶瓷洁具的抛光打磨抛光工序,以其主要的两个参数为变量设计了单因素实验,得到各参数对抛光效率的关系,并为提出最佳抛光工艺参数组合做好铺垫。

电动汽车电驱动系统建模及控制策略研究

针对纯电汽车电驱动系统因受负载端转动惯量时变特性及传动部件中存在柔性的影响,导致电机端转矩波动及传动精度降低的问题,这里提出了一种通过加入陷波滤波器与前馈调整增益进行调整的控制策略。相比传统方法,此方法需要配置的参数更少,控制的精度更高。首先对电驱动系统建立了基于双惯量模型的动力学方程,并分析了不同负载转动惯量下系统的频率响应。依据建立的电驱动系统双惯量模型,设计了两种陷波滤波器。对比加入陷波滤波器后系统的参数变化和响应曲线,选择了一种效果更好的陷波器。最后,对加入陷波器后的控制系统,通过前馈控制和调整增益进行改进。给出了改进后控制策略的理论分析过程与参数设计方法,并进行了数值仿真。结果表明,所提出的方法可以减弱纯电汽车的电驱动系统因传动柔性与电机负载端转动惯量时变特性导致的系统扭振及传动精度降低的问题。

车门的高维多目标优化

为改善某MPV车门力学性能,降低车门总成质量,针对传统优化算法在高维多目标优化时易出现解收敛性差的问题,采用基于非支配排序及参考点的NSGA-Ⅲ算法,结合试验设计及响应面模型等方法对车门进行多目标优化。研究结果表明:初始车门模型各目标的仿真分析结果与实验值误差均小于5%,一致性好;构建的响应面精度高;基于NSGA-Ⅲ算法优化获得的Pareto解分布均匀、收敛性好;优化后的车门内板模态频率及门框刚度未有明显提高,但仍满足企业要求,车门质量降低13.63%,轻量化效果较为明显。说明应用NSGA-Ⅲ算法能有效地解决传统优化高维目标收敛性差的问题,获得较为理想的结果。