微混合动力城市客车动力系统的参数匹配

在城市工况下,车辆怠速油耗大,车辆起停十分频繁,微混合动力汽车利用BSG对发动机进行快速启动和停止控制,取消了发动机怠速工况。通过对车辆起动和制动工况进行分析,对城市客车动力传动系统结构进行改进,提出了车辆控制策略,并对动力系统参数进行匹配设计。利用ADVISOR软件对车辆性能进行了仿真分析,确定了动力系统各部件的参数。分析结果表明,改进后的动力系统结构能满足车辆起动性能要求,其燃油经济性也有所提高。     

城市混合道路行驶工况的能量利用率研究

随着机动车保有量的不断增加,汽车燃油消耗迅速增加,能源短缺问题越来越严峻。汽车的污染物排放、燃油消耗量和运行经济性受汽车实际行驶工况的影响较大。在分析国内外行驶工况研究现状的基础上,根据车辆在城市混合道路上经历加速、匀速、减速、怠速各种工况变化的行驶情况,定义能耗、能态、能量利用率的概念,利用车辆没有制动行驶克服空气阻力和滚动阻力下的自由行驶距离构建能量利用率模型,并将此模型在我国市区的行驶工况下进行应用,计算出标准工况下的能量利用率。研究表明:车辆的能量利用率不到40%,提升空间较大,为减少能源消耗提供新的研究方向。     

基于重庆道路试验的车辆行驶工况影响因素分析

采用车辆道路试验方法,利用VBOX、尾气采集系统与陀螺仪对车辆行驶状况进行数据采集; 基于投影寻踪动态聚类的方法,结合带有精英控制策略的NSGA-Ⅱ对不同参数指标进行处理; 定量研究了参数指标对车辆燃油经济性和排放特性的影响程度,分析了特定工况下不同参数指标影响特性的变化规律。研究结果表明:在整个行驶工况中,加速度对车辆燃油经济性的影响权重为65.52%,对车辆比功率(VSP)特性的影响权重为35.03%,其中转弯半径对车辆VSP特性的影响权重为37.86%;在车速小于10 km·h-1时,对车辆燃油经济性影响最大的是转弯半径,影响权重为80.74%,对车辆VSP特性影响最大的是加速度,影响权重为82.82%;车速为10~40 km·h-1时,对车辆燃油经济性和VSP特性影响最大的是加速度,影响权重分别为34.01%和48.59%;当车速大于40 km·h-1时,对车辆燃油经济性影响最大的是坡度,影响权重为75.59%,对车辆VSP特性影响最大的是速度,影响权重为80.17%;当车辆处于下坡工况时,坡度对车辆燃油经济性的影响权重为69.84%,车速对车辆VSP特性的影响权重为56.37%;当车辆处于上坡工况时,加速度对车辆燃油经济性和VSP特性的影响权重分别为54.62%和94.24%。定量分析不同因素对车辆燃油经济性和VSP特性影响权重,不仅为提高车辆燃油经济性和改善车辆VSP特性提供实践支撑,同时也为智能车辆控制算法提供了重要理论依据。      

矿用汽车动力源功率匹配控制策略

针对矿用汽车发动机工作点分布于燃油低效区的问题,提出了基于功率匹配的交流传动控制策略,使得传动系统能够根据车辆工况的变化相应改变发动机输出功率。确定了电传动系统功率区,引入了车辆负荷度评价车辆所处工况的负荷程度,设计了3层结构的控制策略,上层算法中使用滑动平均滤波算法对轮边电机转速进行预处理,计算车辆负荷度;中层算法利用三维模糊控制器,根据车辆负荷度及发动机转速计算了参考功率;下层算法中驱动系统追踪给定的参考功率,实现了矿用汽车的功率匹配。为验证功率匹配控制策略的控制效果,搭建了电传动试验平台进行验证。验证结果表明:控制策略能够快速识别矿用汽车启动、爬坡、突遇负载、下坡等常用工况的负载变化,并计算适合当前负载的驱动功率,保障了矿用汽车在恶劣工况下的动力性;稳态试验考察了控制策略下矿用汽车的节油效果,发动机工作点分布在最佳燃油经济性曲线附近,负载为40kW时,功率匹配控制策略的燃油消耗量比满足最大功率需要策略减少10.8%,负载为80kW时,功率匹配控制策略的燃油消耗量比满足最大功率需要策略减少4.8%,验证了功率匹配策略的有效性与可行性。     

基于车辆工况试验的混合动力系统动力分配

动力分配控制技术被普遍认为是混合动力汽车控制的核心技术,其动力分配是否合理、灵活以及精准直接影响着混合动力汽车各方面性能表现。通过对混合动力汽车不同运行工况的道路试验测试,研究混合动力系统动力分配控制策略,分析混合动力汽车在不同工况、不同电池SOC值和不同加速踏板开度时,混合动力系统如何分配发动机和电机动力。试验表明,混合动力系统控制单元根据驾驶人的驾驶意图,在保证驾驶人需求的基础上,同时兼顾发动机稳定工作在最优工作区域,实现既可以有效节省燃油,又不会因为考虑燃油经济性而影响车辆的动力性。     

基于车辆微观行为的瓶颈路段交通流能耗研究

通过分析瓶颈路段车辆的微观行为,基于汽车燃油消耗微观模型提出了瓶颈路段的燃油消耗计算方法,并运用仿真软件进行验证,在此基础上探讨了瓶颈路段的燃油消耗规律。结果表明车辆经过瓶颈路段时增加的燃油消耗主要来源于车辆进入瓶颈时的减速、怠速及加速过程,车辆由瓶颈驶向下游路段的燃油消耗没有因为加速工况的存在而大于无瓶颈对照路段的燃油消耗,且交通量越大交通流燃油消耗受瓶颈的影响越大。     

城市道路轻型汽车行驶工况构建

为了制定标准车辆能耗规范和标定车辆排放,优化汽车使用性能,以呼和浩特市区道路上轻型汽车为研究对象,对轻型汽车行驶工况进行了分析. 首先通过中国汽车检测工况研究和开发（China automotive test cycle,CATC）专用数据采集设备,收集了74台车辆的行驶工况样本数据,数据采集覆盖所有时段类型、道路类型、轻型车类型和驾驶员类型;其次通过加权二次构建控制不同车辆类型的比例,采用主成分分析和聚类分析预处理数据,制定短行程规则;最后将运动学片段进行裁剪和特征值分类,构建了城市道路轻型汽车行驶工况. 研究结果表明:CATC平均速度为25.87 km/h,运行平均速度为33.92 km/h、匀速比例为20.59%,怠速比例为23.72%,加速比例为28.56%,减速比例为27.13%. 与欧盟提出的轻型车循环测试工况相对比,平均速度、运行平均速度、匀速比例低于欧洲工况,加速比例、减速比例、怠速比例高于欧洲工况.      

停车熄火节能减排

汽车发动机运转工况包括怠速、中速和高速。汽车行进中,发动机的转速多在中速和高速范围内。发动机怠速运转大多是在启动预热升温与短暂停驶时。如果长时间的停车而在怠速运转,燃油会被白白浪费掉并使排放污染增加。对此,欧洲很多国家对长时间停车而不熄火的车辆会处以高额罚款。     

ZK6100H客车性能仿真与正交优化匹配

利用CRUISE对ZK6100H客车进行整车建模及仿真模拟,分析了该客车的动力性、燃油经济性以及制动性能。将仿真实验数据与公告数据进行对比,确定了仿真模型的可靠性。通过正交优化方法对汽车的传动系统进行正交优化,应用极差分析原理确定兼顾动力性及燃油经济性的优化组合。     

混行环境下网联信号交叉口车路协同控制方法

为了提高网联信号交叉口车路协同控制对真实交通环境的适应性,以智能网联汽车与网联人工驾驶汽车混行的典型交通应用场景为研究对象,通过构建八相位网联信号交叉口,研究了混行环境下的交通信号和网联车辆轨迹车路协同优化控制方法;在对场景中的网联车辆运动学特性和跟驰行为进行建模的基础上,构建了一种混行车辆编队方法;基于混行车队模型、安全约束与燃油消耗模型,建立了基于滚动优化的交通信号-车辆轨迹协同优化控制方法;基于异步分层优化思路,将该协同控制问题分解为上层交通信号优化与下层车辆轨迹优化两方面,以交叉口车辆行驶延误时间和燃油消耗量为优化目标,利用遗传算法和“三段式”轨迹优化法分别对交通信号优化问题与车辆轨迹优化问题进行求解;对不同稳态车速与智能网联汽车渗透率下构建的混行交通流的稳定性进行了验证,并通过仿真测试分析了所提出的协同优化控制方法的控制效能与关键参数对控制效能的影响。分析结果表明:在不同交通流量与智能网联汽车渗透率下,提出的控制方法均可有效提升交叉口通行效率与燃油经济性;在完全渗透环境下,较固定配时交通信号控制方法最高可分别提升57.3%和13.3%;随着智能网联汽车渗透率的增加,其控制效能不断提高,较无渗透条件最高可分别提升42.0%和14.2%;即使智能网联汽车渗透率仅达到20%,较无渗透条件也可以在交通效率方面实现20.4%的显著改善;较长的交通信号周期与较短的网联人工驾驶汽车驾驶人反应时间有助于协同控制效能的提升。      

基于Fuzzy - PID汽油机怠速控制器的设计

通过对汽油机怠速工况的分析,采用PID与模糊控制相结合的复合控制策略,即在大偏差范围内采用模糊控制,小偏差范围内转换成PID控制,使系统在较大误差时追求速度,在较小误差时强调精度.仿真结果表明:该控制策略使系统实现了快速、平稳、无误差跟踪的特性,怠速工况的控制精度大为提高,系统的控制品质大为改善.     

高增压机车柴油机仿真研究

利用GT-POWER搭建了直喷式四冲程增压柴油机的仿真平台,其中包括16缸模型、进排气管路模型、涡轮增压器模型、中冷器模型.并在16V240ZJB型涡轮增压柴油机的基础上进行了标定工况的工作过程模拟计算,计算结果与实验结果的比较,二者吻合良好,误差较小.可见,GT-POWER软件在此领域具有实用性,为柴油机的性能研究提供很大的便利.     

船用电控气缸注油系统仿真计算研究

文章选定6L60MC型号某船用柴油机,借助AVL-HYDSIM软件对船用电控气缸注油系统进行仿真计算建模,并对模型进行了试验验证。     

工程车辆散热器模块散热性能数值仿真

为了了解工程车辆散热器模块在不同工况下的性能变化规律,保证其工作稳定性,结合工程车辆的原始资料,在UG NX7.0软件中建立动力舱的三维物理模型.用热交换模型表征车辆散热器模块,采用CFD数值方法对虚拟风洞内的动力舱模型进行仿真,对各工况下散热器模块散热性能进行分析,并进行实验验证.结果表明:各工况下散热器内部热交换过程均呈现梯度变化;随着回流热空气温度升高,散热器的工作效率逐步降低.当其效率不能满足整车需要时,整车会出现系统过热以及工作性能不稳定现象.对比仿真与实验数据,两者误差在2.83%～4.07%之间.     

电控液压助力转向系统的功率损失分析

运用实车试验得到了汽车转向系统的助力特性曲线图和汽车在非转向情况下助力电机的怠速功率。在AMEsim的平台上建立了电控液压助力转向系统(EHPS),根据所建立的模型进行仿真。结果表明:车辆在转向情况下,转向阀的功率损失是最大的;在非转向情况下,转向电机的怠速功率损失是主要的。最后通过改变转向阀的主要结构参数,说明其对功率损失的影响。     

汽油发动机怠速工况富氧燃烧的研究

利用不同进气氧体积分数,实现汽油机富氧燃烧。氧体积分数分别为21.1%,22.6%,25.5%条件下,试验研究了在怠速工况下汽油发动机燃烧特性和排放特性。研究结果表明:在汽油机中怠速工况下,随着氧体积分数的增加,缸压、瞬时放热率明显增大,峰值相位出现时刻提前,累积放热量明显增大;进气中氧浓度加大,循环波动率下降,提高了发动机缸内燃烧的稳定性,燃油消耗量基本保持不变;在怠速工况下实现富氧燃烧,可以大大降低THC和CO的排放,NO2的排放增加,但增加的幅度处于较低的水平。     

尾气分析在发动机故障检测中的应用

汽油发动机工作情况与燃烧质量有直接关系,而发动机尾气可反应混合气的燃烧质量。通过检测和分析发动机不同工况下尾气的成分,可以判断发动机各系统是否正常,也可以据此对汽油发动机系统进行故障诊断。文中介绍混合气的燃烧过程、废气的生成、利用发动机尾气分析结果对发动机各系统进行故障诊断的方法。     

内燃机车地面电源打温装置开发

我国地域辽阔，北方地区冬季天气寒冷，为了保证柴油机可靠起动及正常工作，防止机车冻裂损坏，内燃机车运用条件规定：机车柴油机冷却水和机油温度低于20℃时，不能起机；油、水温度低于40℃时不能加载．为了满足上述规定，内燃机车冬季在段内停留时都必须进行打温．在分析国内外各种打温方式特点的基础上，根据我国的现状开发了地面电源打温装置，介绍了该装置的设计思想和特点．经装车应用表明，该装置具有避免机车非工作性磨耗，节约打温费用，减轻打温人员劳动强度等特点，是解决我国内燃机车冬季打温问题的理想方法．     

某车型仪表板横梁模态分析与优化

仪表板横梁在设计过程中需要考虑模态,避让发动机怠速工况的固有频率,解决怠速工况方向盘抖动问题,通过CAE分析改进仪表板横梁垂直支架结构,加强其与白车身上下方向的固定点,改善仪表板横梁总成模态。