基于支持向量机的燃料电池发动机氢气泄漏检测方法

针对传统通过检测车内环境中氢气浓度大小对燃料电池汽车氢气泄漏故障进行诊断的方法,其诊断效果容易受到传感器安装点位、数量及外部环境(例如风向、风速)影响的问题.提出了一种基于支持向量机的氢气泄漏检测方法,利用质量守恒方程计算燃料电池发动机氢气泄漏故障特征指标,采用经过粒子群算法(Particle Swarm Optimization,PSO)优化的径向基核函数支持向量机识别系统氢气泄漏,并通过燃料电池发动机模型在车辆行驶新欧洲标准行驶循环(New European Driving Cycle,NEDC)工况时的仿真结果,对该方法在车辆变工况行驶条件下检测氢气泄漏的效果进行验证.结果表明:基于支持向量机的燃料电池发动机氢气泄漏检测方法在车辆变工况行驶条件下,对燃料电池发动机系统氢气泄漏的诊断正确率均高于90%.所提出的方法能够较好地实现对燃料电池发动机系统氢气泄漏的检测,并能为其他氢气泄漏检测方法的设计提供参考.     

低速二冲程氢气发动机氢气逃逸抑制及混合气质量改善

燃用可再生能源制取氢气的低速二冲程氢气发动机是实现远洋船舶无碳动力的最现实可行途径,将为我国船舶行业实现CO2减排目标提供战略支撑,但是"氢气逃逸"和"异常燃烧"问题阻碍了船用低速二冲程氢气发动机的开发与应用。为了解决这2个难题,建立了低速二冲程氢气发动机工作过程三维CFD数值计算模型,研究了喷射系统结构参数及喷射器布置对氢气逃逸及混合气形成质量的影响,通过增加氢气喷射阀的下偏角减少氢气在排气阀处的逃逸,并改善了缸内混合气均匀度,从而达到了抑制氢气逃逸和降低异常燃烧倾向的目标。     

用氢发动机的汽车

日本的谦寿渡边发明了一种用氢发动机的汽车。这种完全不用汽油的汽车将为汽车制造业带来很大的好处。用氢做燃料,几乎不会引起环境污染;氢气的成本低;这种发动机使用范围广,不仅可以用于汽车,稍加变型还可以用于轮船、飞机、铁路运输,也可以用于发电机。汽车装上这种发动机和容积为70立方米的专用氢容器,就可以行驶200公里,氢容器灌装氢气所化的时间约为10～15分钟,在车子下部需装一个容积为20立升的水箱。带     

连续退火模拟实验机氢气使用的安全控制策略

从冷轧带钢连续退火模拟实验机气体工作原理和氢气物理特性入手,进行用氢安全策略的分析,设计出一整套氢气使用的安全控制策略.主要包括炉体密封性能的安全控制、炉体内气体含量的安全控制、厂房内氢气检测报警的安全控制、安全互锁和紧急处理等控制.研制成功的一台冷轧带钢连续退火模拟实验机在某钢铁企业的现场应用情况良好,氢气频繁使用,没有任何事故发生,表明设计的安全控制策略能充分保证氢气使用的安全性能.     

航空发动机油液磨粒与故障关系RVM预测方法

支持向量机方法应用于发动机油液磨粒与故障关系预测时,常出现稀疏性不强、计算量大、核函数必须满足Mercer条件等问题。针对这一问题,在原理介绍和推导的基础上,利用某型航空发动机滑油光谱分析得到的237组数据中的7种金属磨粒浓度及其对应的发动机工作状态,对相关向量机预测方法进行了检验。采用相关向量机、最小二乘支持向量机和反向传播神经网络方法,对发动机工作状态进行预测。结果表明,在同等条件下,与LSSVM和BP-NN相比,RVM拥有计算量较少、预测时间较短,精度较高等优势,可广泛应用于发动机油液磨粒分析与故障预测。     

燃料电池发动机冷启动控制的蚂蚁算法研究

本文将蚂蚁算法应用于燃料电池发动机冷启动控制问题，以暖机时间（升温至正常工作温度）最短和提高燃料电池发动机的系统整体燃料效率为目标．通过对某型燃料电池轿车发动机的测试，采用蚂蚁算法运行时，不仅明显提高了燃料电池发动机的系统整体燃料效率，而且其暖机时间也得到了明显缩短．     

发动机电控单元激励信号模型研究

以汽车发动机实验为基础,提出基于虚拟仪器技术的发动机电控单元(ECU)激励信号发生系统,建立了发动机ECU的8路激励信号模型,使之符合对发动机实际运行工作环境的仿真. 在ECU激励信号模型的基础上使用虚拟仪器技术进行了计算机仿真,将系统生成的多路信号分别输入发动机试验台的ECU代替原传感器信号,激励发动机ECU正常运转,发动机试验台工作正常. 结果表明,该方法原理正确,发动机ECU激励信号模型能够实现对发动机实际运行工况的模拟.     

喷射时刻和掺氢比对直喷发动机燃烧特性的影响

在缸内直喷火花点火发动机上对天然气掺混氢气的体积分数为0％～18％的混合燃料不同喷射时刻下发动机的燃烧和排放特性进行了试验研究．研究结果表明：对于给定的喷射持续期和点火时刻，喷射时刻对发动机性能、燃烧和排放有较大影响，喷射太迟燃烧持续期长，放热速率慢，喷射过早会导致充量系数下降；对于给定转速，发动机存在一个最佳的喷射时刻，此时缸内最高压力升高率和最高燃气平均温度高，燃烧持续期短，燃烧过程定容度高，发动机热效率高，HC排放低；在同一喷射时刻下，当氢气的体积分数小于10％时，HC排放略有上升，当氢气的体积分数达到18％时，发动机HC排放与纯天然气排放水平相当；掺氢对NOx、CO和CO2排放影响不大．     

浅析叉车散热器

本文阐述了叉车散热器属于叉车冷却系统,是水冷式发动机冷却系统的关键部件,通过强制水循环对发动机进行冷却,是保证发动机在正常温度范围内连续工作的换热装置。     

浅谈矿用氢气传感器的检测方法

矿用氢气传感器是煤矿常用的气体检测仪表,它能否正常工作性对于煤矿的安全生产有重要意义,因为需要对其进行全面检测,看其技术指标能够满足煤矿矿用产品的相关要求。该文详细阐述了矿用氢气传感器需要满足的主要技术指标,结合工作实际,提出了一种煤矿用氢气传感器的检测方法,工程实用证明:该方法简单、高效、可靠,能够有效地检测矿用氢气传感器是否达标,提高检测人员的工作效率和准确程度。该检测方法不仅可以供实验室检测人员借鉴,也为设计制造矿用氢气传感器提供了重要参考。     

基于ANFIS的油耗特性建模及燃油经济性仿真

根据试验数据对发动机燃油消耗特性进行回归分析是一种常用的方法，但存在建模精度不足的缺点．采用MATLAB提供的自适应神经模糊推理系统ANFIS对NJG415汽油发动机油耗特性进行建模，在此基础上对装有该发动机的NJ6400GHR旅行车燃油经济性进行仿真，并与回归方法进行对比分析．研究表明ANFIS具有很好的逼近非线性特性的能力，具有较高的建模精度，可用于非线性系统的建模和仿真．     

某型涡轴发动机转速伺服系统建模仿真研究

针对某型涡轴发动机燃油调节器的工作特点,对其中的重要部件——转速伺服系统进行了建模仿真研究。通过对其结构及工作原理的深入分析,得出其动、静态条件下具体的数学模型。为验证模型的正确性,在AMESim软件中搭建了转速伺服系统组件的模型;并对其进行了仿真验证。仿真结果表明,转速伺服活塞可以很好地随着顶杆位移的变化而变化,和喷嘴挡板的流通面积基本一致,满足了系统性能要求指标,对涡轴发动机的设计具有实用价值。     

基于GMDH网络的船用增压柴油机性能预测及仿真

采用数据分组处理（Group Method of Data Handing,GMDH）的神经网络分类方法,建立4190ZLC船用四冲程增压柴油机性能预测的数学模型.针对船用中速柴油机运行状况,考虑到其影响运行状态的因素,结合实验数据进行4190ZLC船用柴油机性能的预测及仿真分析.该模型解决了神经网络结构较大,计算耗时较长的问题.将该模型与BP（Back-Propagation,BP）前馈神经网络仿真结果进行比较,结果表明其仿真效果好于BP神经网络模型,并且该神经网络能较好地满足柴油机性能预测仿真的需求     

基于数值仿真的水下活塞机动力系统建模

水下活塞机动力系统模型以往需要试验才能得到。基于数值仿真方法研究活塞机做功过程,考虑过膨胀现象对活塞机输出性能的影响,建立活塞机指示功计算公式。由指示功拟合公式推出活塞机输出转矩,减去系统辅机消耗的力矩,结合完全气体状态方程得到水下活塞机动力系统模型。根据该模型设计仿真程序和半物理仿真实验对比。数学模型的仿真结果与半物理仿真试验结果相对最大误差为5.28%。研究结果表明,采用数值仿真和理论推导相结合得到的水下活塞机动力系统模型可以代替试验用于水下动力系统特性研究的初步验证。     

氢燃料内燃机NOx排放特性及机理

为深入研究氢燃料内燃机NO_x的生成机理,基于CONVERGE软件建立了三维网格耦合详细化学反应机理的氢燃料内燃机CFD仿真模型,进行了氢燃料内燃机在不同负荷下的燃烧及排放特性研究。模型的仿真结果和试验数据较为吻合。结果表明,氢气浓度增大有利于提高氢燃料内燃机的效率;NO的大量生成出现在不断升温的快速燃烧期,快速燃烧结束后NO总量不断减少,其缸内平均温度低于2 200K时NO总量趋于稳定;热NO,NNH和N_2O是NO生成最主要的路径,其中热NO路径产生的NO排放最多,其贡献率随着负荷增大而增大。NNH和N_2O路径在较低浓度时有接近25%的贡献率,而在燃空当量比为1.0时,这2种路径对NO生成的贡献率之和为负值。采用化学反应动力学方法得到了3种路径在不同负荷下对NO生成的贡献率,初步揭示了氢燃料内燃机NO_x生成的机理,为后续研究提供了理论参考。     

基于模糊故障树的燃料电池发动机氢安全

针对燃料电池发动机的安全可靠性,分析了氢安全和电安全的基本要求及其影响因素,重点从氢安全角度建立了以氢气泄露为顶事件的故障树模型.考虑到底事件和中间事件发生故障概率的模糊性和不确定性,将模糊数学和故障树分析法相结合,对底事件的故障概率进行模糊化并计算了顶事件发生的模糊概率;然后,采用模糊数中值法进行了各底事件的模糊重要度分析,找出了燃料电池发动机安全性的薄弱环节并提出了相关整改措施.研究结果表明,该方法较之传统故障树分析法实用、有效,对提高燃料电池发动机的可靠性与安全性设计具有指导作用.     

基于STAR-CCM+的冷却水套三维仿真分析

冷却水套是发动机冷却系统的主要散热部件之一,水套结构的合理设计对发动机工作性能有着重要的影响。冷却水套主要由缸头水套、缸垫、缸体水套组成,其中,缸头水套的鼻梁区为高温区域,产生的热量需要高效的冷却才能保证其散热性能。为评估水套结构设计合理性及系统分析水套内冷却液的流动特性,采用CFD分析软件STAR-CCM+对某发动机冷却水套进行了数值模拟研究,提出了一种基于流动路径的冷却水套结构改进方法,通过对冷却液流动路径及速度分布均匀性的数值模拟相关研究,可以有效对现冷却水套冷却液流动不足进行优化改善,明显提升鼻梁区、排气侧区域的冷却,整体改善冷却水套的散热性能。基于流动路径的冷却水套CFD仿真及结构改进方法可为发动机冷却水套的设计及优化提供理论指导。     

风冷柴油机高原恢复功率的模拟计算与实验

研究柴油机恢复功率对提高高海拔地区涡轮增压柴油机的性能具有重要意义。使用模拟计算程序和模拟实验台对风冷BF8L413F增压中冷柴油机进行了海平面和高原的模拟计算与实验。提出了两种恢复功率技术方案:一种方案是把涡轮流通截面由16cm2减小到11cm2,另外一种方案是在减小涡轮流通面积的同时采用可调涡轮。模拟实验结果表明,高海拔对柴油机性能有很大影响;模拟计算结果表明,这两种方案均能把柴油机在海拔4.5km的功率恢复到海平面功率的85%水平。     

用波动法仿真程序改进汽油机进排气系统的研究

本文介绍了用于微型计算机的内燃机波动法仿真程序ENGWA,以及前处理程序SDIP。利用ENGWA程序对492Q汽油机换气过程进行了仿真计算,结合实验研究,分析了该机进排气系统存在的问题,研究开发了新型进排气岐管。发动机台架实验表明,改进后的492Q汽油机性能较原机有全面改善。     

排气净化器对柴油机性能的影响

利用GT-Power软件建立了带有排气净化器的6100非增压柴油机和6100涡轮增压柴油机仿真模型。在此基础上对排气净化器在柴油机排气管上的安装位置以及排气净化器阻力对柴油机性能的影响及影响规律进行了研究。研究结果表明,净化器的安装位置对柴油机性能的影响不明显,但净化器的阻力却对柴油机的性能具有较大的影响,并且在不同的工况下对6100非增压柴油机和6100涡轮增压柴油机的影响程度和影响规律具有一定的差异。