DPF炭烟和灰分加载对不同增压系统柴油机性能的影响

基于某直列6缸增压柴油机试验台架,构建了柴油机+DPF的一维热力学仿真模型,研究了DPF炭烟和灰分加载对不同增压系统柴油机性能的影响。研究结果表明,DPF炭烟和灰分加载会导致单级增压(1TC)和二级增压(2TC)柴油机排气背压升高,进气充量降低,从而导致动力性下降,有效燃油消耗量升高,NO x排放量下降,soot排放量增加。炭烟因其深床炭烟层和较低的渗透率有利于捕集颗粒,提高了DPF捕集效率;而灰分由于其存在灰分堵头降低了孔道有效过滤长度,导致DPF捕集效率下降。DPF炭烟和灰分加载导致1TC柴油机扭矩和燃油消耗率在1000 r/min分别下降22.8%和29.6%,在2200 r/min分别下降2.1%和2.2%;而2TC柴油机扭矩和燃油消耗率在1000 r/min分别下降6.7%和7.1%,在2200 r/min分别下降10.7%和11.9%。二级增压可以降低DPF炭烟和灰分加载对柴油机性能的影响。

基于优化功率跟随控制的E-REV能量管理策略研究

基于功率跟随控制的增程式电动汽车能量管理策略具有减缓电池寿命衰减与提高车辆NVH性能等优势,但存在阈值参数依赖性强、增程器启停频繁等问题,为此提出了一种基于优化功率跟随控制的E-REV能量管理策略。依据车速、SOC状态与驾驶员的加速踏板力度等信息特征,制定基于功率跟随控制的能量管理策略。在此基础上,针对固定规则参数的局限性,以车辆行驶总成本与SOC变化梯度为目标函数,结合灰狼优化算法对增程器启停功率阈值参数进行优化,减少发动机频繁启停现象。运用Matlab/Simulink搭建控制策略模型,并联合基于Simcenter/AMESIM搭建的整车物理模型进行仿真试验,结果表明:CHTC-LT循环工况下,优化功率跟随控制策略与功率跟随控制策略相比,SOC最大波动值降低了28%,增程器启停次数减少了28.5%,整车燃油经济性提升了6.89%。

轨道交通装备用混合动力包构型与能量管理策略

搭载传统燃油动力包的内燃动车组是运行在非电气化轨道交通中的主力机型,存在效率低、油耗高的缺点。针对这一问题,设计了一种轨道交通装备用混合动力包的构型方案,建立了混合动力动车组的数学模型,分析了不同模式下该构型方案的运行状态,结合整车线路运行条件,提出了一种基于动态规划算法的能量管理策略。仿真结果表明,在该能量管理策略控制下,装备混合动力包的动车组相较于纯燃油动车组燃油经济性提升了32.11%。

考虑坡度工况的混合动力系统多目标优化策略研究

为了优化上坡工况下的车辆性能,提出了一种考虑坡度工况的混合动力系统多目标优化策略。利用电机对转矩快速准确的响应特性,引入电机转矩优化系数作为控制变量,采用NSGA-Ⅱ算法实现平顺性与经济性的权衡优化。在Matlab/simulink平台上搭建整车模型,并在坡度工况下进行仿真试验,发现在坡度为5%的工况下,优化前的最大冲击度为19.6 m·s^(-3),优化后的最大冲击度为10.6 m·s^(-3),降低了45.91%;优化前的等效燃油消耗为0.5688 L,优化后的等效燃油消耗为0.6087 L,增加了7.01%。上述结果表明优化后的混合动力系统尽管经济性略有降低,但平顺性得到了大幅提高,验证了考虑坡度工况的混合动力系统多目标优化策略的有效性。

低压润滑系统对柴油机可靠性和经济性的影响

为分析低压润滑系统对柴油机可靠性和经济性的影响,以某重型柴油机润滑系统为研究对象,通过仿真、测温试验和台架试验分析降低机油压力对活塞温度、主轴瓦温升、机油温升、燃油消耗率等的影响。仿真结果表明:活塞温度受机油压力和活塞喷嘴流量的影响不明显;机油温升受机油压力的影响较大,降低机油压力导致机油温升增大,机油劣化、结焦风险较高;主轴瓦、连杆大头轴瓦温升均小于设计限值。测温试验结果表明:活塞温度受机油压力影响不大,主轴瓦温升符合设计要求。台架试验结果表明:在常用工作区,机油压力由412 kPa降至240 kPa,燃油消耗率最大降幅约为0.9 g/(kW·h)。在满足柴油机可靠性的前提下应用低压润滑系统可提高经济性。

非道路柴油机涡轮增压器选型试验研究

在一台4缸满足非道路IV阶段排放标准的柴油机上进行了涡轮增压器选型试验研究,试验采用4款涡轮增压器进行匹配选型,比较分析了匹配不同增压器下发动机的动力特性、燃油经济性以及排放特性。通过不同角度分析试验结果,最终选定匹配效果最佳的涡轮增压器。试验结果将为后续发动机与涡轮增压器匹配选型提供重要参考。

非道路柴油机不同压缩比活塞选型试验研究

针对非道路IV阶段柴油机,围绕三种活塞的选型,研究了不同压缩比活塞对发动机摩擦功、压缩压力、燃油经济性以及排放特性的影响。结果表明,压缩比越大的活塞摩擦功和压缩压力越大。额定转速和扭矩转速下,随着活塞压缩比的升高,燃油经济性存在最优点拐点,在额定转速下较为明显。压缩比越高的活塞NOx排放量越低,但烟度排放随负荷增大上升明显。

燃料电池电站效率匹配设计研究

氢能发电作为能源的补充,已经成为人们关注的热点。列举了国内外氢能燃料电池电站的进展,对燃料电池电站的设计进行了分析,对燃料电池电站的各个环节的效率损失进行了介绍。结合现阶段200 kW燃料电池系统,对兆瓦级燃料电池电站进行了效率测算。以2023年3月日本NEDO发布的2030年和2040年燃料电池性能目标作为参考,对未来兆瓦级燃料电池电站的效率进行了预估,发现燃料电池本身性能和功率的提升将大大影响燃料电池电站的发展。同时,介绍了不同的功率分配方式在效率和寿命端的影响,提出兼顾寿命和效率的功率分配方式。最后,通过效率和经济性的简单测算,表明效率的提升和寻求好的应用场景将进一步提升燃料电池电站的应用。对燃料电池电站的设计、效率和寿命方面的介绍研究,将有助于燃料电池电站之后的发展,为广大研发设计人员提供借鉴意义。

基于内蒙古区域工况下的某6×4R重型商用车开发研究

文章结合内蒙古区域煤炭运输市场重型商用车的运输特点,开发某6×4R重型商用车。基于内蒙古区域重型半挂牵引车行车大数据,采用主成分分析法和马尔科夫概率预测法,构建出符合汽车行驶驱动力需求的内蒙古区域典型工况路谱,并在此基础上开展整车动力系统匹配设计,整车综合油耗降低1 L/100 km,实现最佳燃油经济性。同时,提出不同的防抱死制动系统(ABS)布置方案,并通过试验验证整车ABS法规符合性,进而确定ABS布置方案。文章提出的基于内蒙古工况下的整车动力系统匹配仿真方法,有助于设计出适合内蒙古地区的重型半挂牵引车的高效动力总成系统,其ABS布置方案,可应用于驱动桥带提升或随动功能的车型开发。

基于动态规划的燃料电池车能量管理策略研究

针对燃料电池货车百公里氢耗率首先采用动态规划算法(DP)的能量管理策略,得出不同功率需求下的能量分配。然后以分配的电机功率(Pre)和动力电池荷电状态(SOC)作为模糊逻辑控制的输入,并用遗传算法(GA)优化模糊规则和隶属度函数。最后在中国货车行驶工况(CHTC-LT)下通过Cruise-Matlab/Simulink环境下设计的整车模型与控制策略进行联合仿真验证。仿真结果表明,模糊逻辑控制策略下与功率跟随策略相比,燃料电池混合动力货车燃油经济性提升了5.2%,且控制动力电池SOC变化稳定在合理范围内。

计及光热电站与风氢系统互补运行的低碳经济调度策略

为促进风能高品质利用、降低系统的碳排放水平,提出一种光热电站与风氢系统互补运行方式:将系统弃风作为制氢的电力来源以实现同节点下两者的光热-氢耦合。分析了光热电站中不同电转热环节对系统低碳经济效益的影响,将电转气的氢能利用阶段分为CO_(2)甲烷化和氢燃料电池运行,二者作为低碳技术的有效手段,辅之以绿证-碳交易机制的低碳市场政策,进一步挖掘联合运行系统的减排能力;以系统综合运行成本最低为目标建立低碳经济调度模型,再利用McCormick方法将混合整数非线性优化问题转化为混合整数线性优化问题,并运用CPLEX求解器对模型进行求解;在改进的IEEE 30节点系统上进行仿真验证,通过多场景的设置,对比验证所提策略的有效性。

铅基模块化核电不同功率水平经济性初步分析

铅基快堆由于较好的冷却剂固有安全性和燃料增殖效应而在核电中被逐渐关注,模块化铅基核电堆芯更能进一步提升堆芯的经济性。本文从堆芯核设计角度出发,分析了100 MW、300 MW、500 MW、700 MW和1000 MW等不同热功率水平的堆芯分别采用UO_(2)和U-10Zr合金燃料在2000EFPD的换料周期内的经济性。计算分析结果显示:在保持堆芯泄漏基本不变和相同寿期的情况下,堆芯功率水平与堆芯铀装量呈线性增加趋势,同时燃料利用率随堆芯功率水平和堆芯尺寸的增加而逐渐增加;UO_(2)燃料堆芯适用于低功率水平(如100 MW)和较高功率水平(如1000 MW)的堆芯装载,低功率水平下堆芯铀装量更少,高功率水平下堆芯增殖性能与堆芯能量输出匹配,更利于堆芯反应性控制;U-10Zr燃料堆芯适用于中等功率水平(如500 MW)的堆芯装载,在该功率水平和堆芯尺寸下,堆芯的增殖性能与堆芯能量输出基本匹配,能够充分发挥U-10Zr燃料的高增殖性能。本文通过对铅基模块化核电不同功率水平的经济性进行分析研究,为当前铅基模块化核电的单堆功率提出最佳经济性分析,为铅基模块化核电的应用推广提供基础。

新型玉米收获机配套装置的驱动方式研究

玉米收获机配套的摘穗割台、果穗压送器和剥皮机构等重要装置的驱动方式,直接影响着玉米收获机的作业效率和可靠性能。基于传统玉米收获机链条传动结构的不稳定性,研究采用独立电机驱动玉米收获机配套的摘穗割台、果穗压送器和剥皮机构,极大地提高了新型玉米收获机的作业质量和效率。试验作业结果表明,采用独立电机驱动其配套装置的新型玉米收获机,在保障其在田间作业动力性的同时,还极大地提高了其燃油经济性,并有效地降低了玉米收获机的作业条件要求和作业成本。

超环面双转子混合动力系统性能分析及优化

超环面双转子电机(PMTM)是一种新型空间电机,在混合动力汽车领域具有十分广阔的应用前景。为使该空间双转子电机的动力参数在混合动力系统中合理应用,在采用相同动力输入的前提下,通过与Prius汽车搭载的丰田混合动力系统(THS)对比,推导了超环面双转子混合动力系统的动力参数。为了对比两者燃油经济性和动力性,搭建了采用THS和超环面双转子混合动力系统的仿真模型,仿真结果表明,两者在动力性上相差不大,且超环面双转子混合动力系统的燃油经济性优于THS。采用模糊PI控制策略,对超环面双转子混合动力系统中发动机转速进行控制,结果表明,该控制策略能够将发动机工作点较好地集中于最佳燃油经济区,进一步提高了双转子混合动力系统的燃油经济性。

火力发电厂的节能和运行经济性分析

火力发电是我国能源结构的重要组成部分之一,是支撑国家经济和社会发展的重要基础。然而,随着我国能源消费结构的调整和环保要求的提高,火力发电厂的节能和环保问题日益凸显。通过对火力发电厂运行存在的问题进行深入分析,结合火力发电厂锅炉的运行特点,提出了具有一定针对性的改善措施,并结合具体案例分析了节能措施的实施效果,提高火力发电厂的节能和运行经济性。

350MW超临界火电机组真空系统泄漏分析与处理

本文针对火力发电机组背压偏高带来的经济性问题,以某电厂350MW超临界火电机组解决真空系统泄漏为例,采用轴封系统分段查漏方法分析了机组基建期间设备安装问题,解决了长期影响机组经济运行问题,机组真空较解决前提高了2kPa,单机发电煤耗降低约4g/kW·h。

基于高原环境的柴油机煤制油应用特性分析

在不同海拔下,煤制柴油应用于国Ⅵ柴油机的性能表现研究较少,因此,有必要对其进行分析研究。在满足国Ⅵ排放的柴油机上,基于发动机台架海拔模拟系统,分别测试了国Ⅵ基准柴油(G6)、直接和间接煤制油调和油样(D1)以及煤直接液化油(D2)三种油样在0 m、1 700 m和3 000 m海拔下的动力性、燃油经济性和排放性能。结果表明,动力性方面,三种油样随海拔的升高外特性扭矩下降,D1和D2相对于G6平均降低0.79%和0.95%,然而加入氧含量改进剂的D1油样在3000m海拔和G6油样动力性持平;燃油经济性方面,0m海拔下,D1油样平均有效燃油消耗率相对G6油样降低1.22%,D2油样和G6油样相当;排放性能方面,油样D1和D2相对于G6油样在0 m海拔下的NOx排放增加3.42%、4.6%。随着海拔的增加,NOx排放有不同程度的增加。对于颗粒物(PM)和颗粒物数量(PN)排放则呈相反趋势,D1和D2油样在HC/CO排放方面都要高于G6,此外不同海拔下三种油样均未出现氨泄漏。

三效催化转化器压力损失对发动机性能的影响

采用计算流体动力学软件对三效催化转化器 (TWC)流场和压力损失进行了数值模拟 ,并对原机与安装TWC后发动机的特性曲线进行了对比试验。结果表明 :发动机的转速越高 ,即TWC的入口流速越大、流速分布越不均匀 ,压力损失越大 ;压力损失使发动机的排气背压升高 ,引起充气效率下降 ;高速时充气效果明显下降 。

汽车发动机主要性能指标确定方法的研究

汽车的发动机选择是否合理，不仅影响到汽车的动力性和燃 油经济性，而且还关系到整车的制造成本以及有关零部件的使用寿命．文中提出了在选择汽 车发动机时，应根 据汽车的实际使用工况，并结合汽车的各项性能要求，进而合理地匹配确定发动机的主要性 能指标．

基于Cruise/Simulink的FCHEV燃料电池和动力蓄电池功率匹配研究

针对质子交换膜燃料电池和锂离子动力蓄电池混合动力电动汽车(FCHEV),利用AVL/Cruise和Matlab/Simulink软件搭建了FCHEV整车联合仿真平台。通过对车辆动力系统关键部件参数的分析,确定了若干可行的燃料电池和蓄电池功率匹配方案。基于一种目前比较成熟的控制策略,在NEDC循环工况下对各种匹配方案进行了仿真实验,在满足车辆动力性要求的前提下,对各方案的燃料经济性进行分析,从而得到该控制策略下燃料电池和动力蓄电池的最优功率匹配结果。