燃料电池发动机测试系统的海拔模拟研究

该系统用压力控制阀、抽风机配合及PID控制的方法实现燃料电池发动机海拔模拟测试,可模拟海拔4000m及以下的进排气压力及温度条件。利用该模拟系统对某燃料电池发动机进行不同海拔的稳态及动态工况试验,验证该模拟系统控制的稳定性并研究不同海拔大气压力对燃料电池发动机动力性的影响。试验结果表明:海拔高度的变化对燃料电池发动机动力性影响严重,在电流230A条件下,功率下降超过40%。

真空在高海拔模拟系统中的应用

高海拔环境中温度和气压的下降会对人体和设备产生一定影响,材料、器件、设备及生物体在高海拔环境下的性能和适应性可通过高海拔模拟系统进行测试。本文依托于成都XX风洞项目,通过罗茨真空泵对风洞进行海拔高度模拟,同时考虑温湿度的变化,设计了一套高海拔模拟系统,详细介绍了系统设计参数、组成、工作原理及操作流程。

二级可调增压柴油机高海拔模拟试验平台及平台验证

为了研究二级可调增压系统调节参数对某中型柴油机高海拔燃烧与性能的影响,在传统柴油机性能试验台上,设计了二级可调增压柴油机高海拔模拟试验平台。平台主要包括进、排气低气压模拟系统、增压空气温度控制系统、冷却液恒温控制系统等。为了验证试验平台的实用性与可靠性,进行了二级可调增压柴油机5500m模拟海拔下不同转速全负荷工况试验,结果表明二级可调增压柴油机试验过程中运行正常,发动机冷却液进口温度、低压级以及高压级进气中冷后温度等参数偏离设定值在6%以内,控制效果良好。

基于自开发FCE测试系统的海拔模拟研究

本文针对国内日益增长的带环境的FCE测试需求及其测试设备所依赖的涉氢建筑法规限制,介绍自开发的具有环境模拟功能的集装箱式模块化FCE性能测试系统。该系统具有针对舱负压和管负压的海拔模拟功能。基于某款15kW的燃料电池发动机,进行了海拔模拟功能验证,证明了其有效性。在此基础上进行了某款燃料电池系统的2000米海拔影响实验,证明了其设计性能指标。

海拔模拟系统在发动机台架试验中的应用

阐述了排放法规对海拔高度条件的要求,以高原环境下搭载海拔模拟系统的发动机台架为例,介绍了发动机台架海拔模拟系统的功能、原理和结构,分析了海拔模拟系统在发动机开发与验证过程中的优势,总结了海拔模拟系统的应用场景和使用过程中的注意事项,对海拔模拟系统的应用前景进行了分析与展望。

SOFIM电控共轨柴油机高海拔性能模拟

为提高电控高压共轨柴油机的高原环境适应性,在内燃机高原环境性能模拟试验台上,对不同模拟海拔下的SOFIM8142.43s电控高压共轨柴油机性能进行了试验研究.结果表明:SOFIM8142.43s电控共轨柴油机进气量和充量系数随海拔升高而减少,海拔每升高1.000.m,进气量和充量系数分别下降7.1%和4%;低速和高速区的动力性和经济性随海拔升高而恶化,海拔5.000.m与0.m相比,1.400.r/min时,功率和转矩下降了67.6%,燃油消耗率增加了38.5%;3.600.r/min时,功率和转矩下降了31.6%,燃油消耗率增加了32.9%;经济区域随海拔升高而变窄,排气温度呈现出二次曲线的变化,其峰值随着转速的升高向大负荷方向移动.

CA6DL电控柴油机不同海拔性能模拟试验

在内燃机高原环境性能模拟试验台上，对CA6DL电控柴油机进行不同海拔高度（大气压力）的模拟试验，分析大气压力变化对电控柴油机性能的影响。结果表明：海拔3000113以下，柴油机的动力性和经济性随海拔升高基本保持不变；海拔5500rn与0m相比，标定转速（2100r／min）下，进气量和进气压力分别下降26．7％和33．3％；低转速时，有效功率下降42．1％～62。4％，燃油消耗率增加13．5％～18．6％；中高转速时，有效功率下降不超过20％，燃油消耗率增加在6％以内。

高海拔低压低氧实验舱模型建立及其控制方式研究

针对模拟高海拔实验用的低压低氧舱,运用理论推导和实验拟合的方式建立了舱内气压变化过程的各环节数学模型。以控制舱内高度升降速度和保持模拟高度和高海拔氧分压恒定为目的,采用串级PID和PI控制方式,整定各闭环控制参数,建立了系统控制的Simulink仿真模型。仿真结果显示系统控制在100s内达到了目标升降速度,平稳达到设定高度并且能够长时间保持舱内模拟高度和氧气含量,满足实验舱模拟高海拔环境的要求。文章最后通过实验验证了模型和控制方式。

高海拔压力环境对炸药猛度影响的实验研究

为了研究高海拔压力环境下炸药猛度的变化规律，将膨化硝铵炸药和三级煤矿许用乳化炸药放置在密闭容器中，通过抽气模拟海拔0-4500m下压力环境，测量此环境下炸药猛度。实验结果表明：在高海拔压力环境下，膨化硝铵炸药猛度基本不发生变化，而三级煤矿许用乳化炸药猛度随着海拔高度的增加而增大。

自然吸气柴油机高海拔热平衡试验研究

为提高叉车柴油机的高原适应性,在柴油机高海拔(低气压)热平衡模拟试验台上,对490BPG柴油机进行了不同海拔的热平衡模拟试验研究.分析了海拔高度变化对柴油机水温、排温、热流量分配的影响,研究了柴油机燃料燃烧转化为有效功的热量、排气热量及冷却水散热量随海拔高度的变化关系.结果表明:海拔升高,柴油机热平衡时冷却系统进水温度、出水温度下降,进、出水温差升高,排温升高,柴油机冷却系统散热能力下降,热负荷增大；海拔高度的变化对柴油机的有效热效率影响显著,海拔越高,柴油机有效热效率越低,且高速区有效热效率受海拔升高影响较大,低速区次之；与平原相比,海拔5000m转速800 r/min时有效热效率下降了11％,转速2 650 r/min时有效热效率下降了15.7％.

高原型低压成套开关设备温升试验系统建设研究

介绍了新版低压成套开关设备标准对温升试验的要求,建立了与新版低压成套开关设备国家标准相适应的温升试验系统,满足了低压成套开关设备CCC认证的需要;同时将温升试验引入高海拔模拟试验室,以满足低压成套开关设备和控制设备的高原研究及认证型式试验,目的在于增强低压成套开关设备和控制设备在高原环境条件下的适应性能,规范生产和使用行为准则。

模拟不同海拔高原环境下氦氧潜水对潜水员应激反应的影响

目的探讨模拟不同海拔高原环境下完成氦氧潜水对潜水员应激反应的影响。方法4名潜水员于高、低压舱内，模拟海拔3000m环境下潜水30m停留60rain，连续2d；4000m环境下潜水30m停留60min，连续2d；5200m境下潜水30m停留60min，1d；5200m环境下潜水50m停留60min，1d；整个实验于密闭高、低压舱内连续完成，共9d。于潜水员进舱前、第1次潜水前、第2次、第4次潜水后、第5次潜水前、第6次潜水后及出舱后分别留取静脉血，采用酶联免疫（ELISA）法测定去甲。肾上腺素（NE）、5-羟色胺（5-HT）、多巴胺（DA）含量。结果外周血5-HT含量先缓慢升高，在经历海拔3000m潜水30m2d、4000m潜水30m2d后达到最高值[（3．24±0．66）μg/L]，之后下降，至5200m第2次潜水（30m、50m各1次）后降至最低值[（2．50±1．18）μg/L]，其变化比较差异无统计学意义（P〉0．05）；DA变化基本与5-HT一致；外周血NE含量首先下降，在经历3000111潜水30m^2次后开始升高，再次经历4000m^2次潜水后达到最高值，之后持续下降，直至出舱后达到最低值，其变化比较差异无统计学意义（P〉0．05）。结论模拟高海拔潜水使机体产生应激反应，程度处于应激反应的警觉期及抵抗期，尚在生理调节范围之内。

高压氧预处理对模拟海拔4000 m 急性暴露人体最大摄氧量和台阶试验指数的影响

目的：探讨高压氧预处理（ hyperbaric oxygen preconditioning ，HBOP）对急性高海拔暴露人体最大摄氧量（ maximal oxygen uptake ，VO2max ）和台阶试验指数的影响。方法第1天，8名被试者在海平面高度（简称“海平”）连续做登台阶运动5 min，台阶高30 cm，频率25次／min，节拍器控制节奏。测安静状态和恢复期的心率、血氧饱和度（ SaO2）、呼出气末端CO2量，以及运动时心率、SaO2，所测值为海平对照值。第2天，行4000 m急性暴露并做与第1天同样的登台阶运动，所测值为4000 m对照值。第3～9天进行HBOP，1次／d，90 min／次，在第3、5、7次HBOP结束0．5 h后行4000 m急性暴露并做与第1天同样的登台阶运动，试验结束后返回海平。根据心率推算出VO2max和台阶试验指数。结果（1） HBOP第7次试验结束后即刻心率[（158．82±9．08）次／min]，与4000 m对照值[（167．58±7．63）次／min]比较下降明显，差异有统计学意义（P＜0．05）。（2）HBOP第7次试验结束后即刻台阶试验指数（46．41±7．30）与4000 m对照值（45．36±4．70）、HBOP第5次试验结束后即刻（45．66±4．75）比较明显提高，差异有统计学意义（P＜0．05）。（3）HBOP 第7次试验结束后即刻VO2max[（46．41±7．30）ml／（kg· min）]，与4000 m对照值[（42．30±4．59）ml／（kg· min）]比较明显升高，差异有统计学意义（P＜0．05）。（4）安静状态下 SaO2，HBOP 第7次后为（82．25±3．37）％，与4000 m 对照值[（79．00±5．58）％]比较显著升高，差异有统计学意义（P＜0．05）；运动后即刻SaO2，HBOP 第5次[（76．50±4．17）％]、第7次[（76．25±4．60）％]与4000 m对照值比较显著升高，差异有统计学意义（P＜0．05）。结论 HBOP后行急性高海拔暴露，人体VO2max和台阶试验指数增加，运动能力提高。

模拟高海拔缺氧和潜水对人体脑电图和主观评价的影响

目的 应用脑电图中的α波衰减系数（alpha attenuation coefficient,AAC）、事件相关电位（event-related potential,ERP）和主观评价的方法,研究模拟高海拔缺氧和潜水对人脑功能的影响.方法 4名潜水员在高、低压舱内分别暴露于模拟海拔3 000、4 000、5200m,各停留2d,在此期间进行30 m和50 m摸拟氦氧潜水60 min.在脑电图上进行AAC、听觉ERP测试和分析,用视觉模拟评分法（visualanalogue scale,VAS）测试受试潜水员的疲劳和嗜睡感,并作为主观评价的指标.结果 在高海拔暴露时,AAC随海拔高度的升高逐渐减小,与海平面相比差异有统计学意义（P＜0.05）,各海拔高度之间的差异也有统计学意义（P＜0.05）.P300潜伏期有随海拔高度升高逐渐延长的趋势,在5 200 m时的差异有统计学意义（P＜0.05）;振幅有随海拔高度升高而逐渐下降的趋势,由于实验环境的限制,受试对象较少,并且个体差异较大,其平均值呈减少趋势,但差异无统计学意义（P＞0.05）.受试者主观评价结果表明,随着海拔高度的升高,缺氧程度的加重,人体的疲劳感和嗜睡感增加,表现为高海拔缺氧时人的脑功能、觉醒水平和认知功能下降.在高海拔处进行模拟潜水并进行高压、高氧暴露时AAC增大,主观感觉好转.结论 高海拔潜水时脑电图和主观感觉都有向正常水平转化的趋势.

模拟不同海拔氦氧潜水和体力负荷对人体心肺功能的影响

目的在模拟不同海拔缺氧暴露及氦氧潜水条件下测定潜水员的相关生理指标，探讨不同海拔潜水及体力负荷对人体心、肺功能的影响。方法4名潜水员在高、低压两用舱内，连续9d分别暴露于模拟平原（海拔50m）和海拔3000．4000、5200m环境中，在平原和3000、4000m各逗留2d，5200m逗留3d。分别在3000、4000m模拟30m潜水，1次／d；在5200m的第1天模拟30m潜水，第2天模拟50m潜水，第3天无潜水活动；潜水时间均为60min。每天上午安静环境下，所有被试者静坐10min后测定心率和每搏输出量。测试结束进行体力负荷运动，被试者静坐在自行车功量计上1min后测安静状态下的心率、动脉血氧饱和度（SaO2）、呼出气末端CO2量；然后进行5min蹬车实验，负荷0．5kg，速度为60r／min，用节拍器控制蹬车节奏，测每分钟末心率、SaO2，连续测5min；蹬车结束后，被试者静坐在自行车上休息，测每分钟末心率、SaO：、呼出气末端CO2量，连续测3min。每天下午进行模拟潜水，在潜水停留期间进行心率测试（平原状态不潜水，但进行对比测试）。心率变化值=负荷第5分钟心率一恢复第3分钟心率；根据心率i利用Astrand．P．0列线图，推算出人体的最大摄氧量（VO2max）。结果（1）在3000、4000m模拟30m潜水时的心率，比3000、4000m暴露安静状态时的心率分别下降了9．6％和6．9％。在5200m模拟30、50m潜水时的心率，比5200m暴露安静状态时的心率分别下降了7．6％和8．0％。各海拔潜水时的心率与在该海拔暴露时安静状态下的心率比均有下降趋势，但差异均无统计学意义（P〉0．05）。在3000m时每搏输出量[（68．1±15．8）m1]比50m安静时[（84．7±22．7）m1]明显下降，差异有统计学意义（P〈0．05）。（2）安静状态下、体力负荷后、恢复期，从平原到5200m，各海拔环境下的心率与平原比显著升高，差异均有统计学意义（P〈0．05或P〈0．01）。4000m与5200m比较，安静状态下、体力负荷后、恢复期，心率变化差异无统计学意义（P〉0．05）。（3）随着海拔的升高，安静状态下、体力负荷后，相邻各高海拔之间SaO2持续下降，差异均有统计学意义（P〈0．05或P〈0．01）。（4）3000、4000、5200lil与平原比，CO2max分别下降了6．2％、19．9％、22．3％。（5）安静状态下，5200m时呼出气末端CO2量与平原比显著减少，差异有统计学意义（P〈0．01）；与平原比，3000、4000、5200in恢复期第3分钟末呼出气末端CO2量显著减少，差异均有统计学意义（P〈0．01）。结论高海拔暴露及氦氧潜水后，人体心肺功能有一定的改善。