基于全浮式ISG电机的混合动力轿车启动过程

开发了基于全浮式ISG电机的单轴并联式混合动力轿车,分析了整车系统结构和发动机启动控制策略.为了验证所开发的混合动力车相对传统车的优点,在电机试验台架上对ISG电机进行了速度特性和效率特性试验,在混合动力试验台架上进行了混合动力车和传统车的启动喷油脉宽以及HC排放对比试验.试验结果表明:ISG电机在发电和电动模式下,均有较高的输出转矩及效率,和传统车相比,混合动力车启动时间短,没有启动过浓喷油现象,HC排放量约降低21%.     

甲醇/生物柴油燃烧颗粒的结构特征研究

为探讨甲醇对生物柴油颗粒形成的作用机理,采用扫描电镜(SEM)与X射线小角散射(SAXS)相结合的方法,针对颗粒的微观形貌以及孔隙结构,分析了甲醇对生物柴油燃烧颗粒的散射强度、回转半径、平均半径等参数的影响;通过引入分形理论,探明不同甲醇掺混比的生物柴油燃烧颗粒的形态特征。结果表明:SAXS的粒径测量结果与电镜图像上的测试结果具有良好的一致性;生物柴油燃烧颗粒表面附着较多的未燃可溶有机物,促进了颗粒间的凝并与生长,形成的颗粒粒径较大;随着生物柴油中甲醇掺混比的提高,燃烧颗粒的散射强度逐渐增强,回转、平均半径逐渐减小,通过回转半径求得的B100、BM10、BM20燃烧颗粒的平均半径分别为17、16.4、15.9nm;随甲醇掺混比的增加,颗粒的质量分形维数逐渐增大,表面分形维数逐渐减小,生物柴油中掺混甲醇后,燃烧产生的颗粒结构变得更加紧凑,质量分布更加均匀。该研究可为在控制NOx排放的基础上降低柴油机颗粒排放提供参考依据。     

多峰分布的微粒粒度衍射测量方法的改进

针对多峰分布微粒粒度衍射测量中,Chin-Shifrin积分变换反演噪声较大而易被误读为分布峰的问题,提出了一种插入函数方法,模拟计算结果证明了该方法的可行性。以线阵CCD为接受器件,对双峰、三峰及四峰分布的微粒系进行了实验测量,结果显示:采用插入函数后反演噪声基本消失,而原分布峰的个数及位置均不受影响。说明该方法可以较准确地还原原分布。反演的结果还指出可通过增加物镜焦距来避免反演谱尾部上翘现象,但也可能导致大角的数据丢失引起其他问题,在实际测量中必须采用恰当的焦距,才能达到满意的效果。     

正极材料LiNi0.5Mn1.5O4的制备与性能

采用共沉淀法制备Ni0.25Mn0.75(OH)2,通过不同的烧结制度在高温下合成LiNi.5Mn1.5O4,并通过XRD和SEM对样品进行表征.研究结果表明:两段法和三段法合成的LiNi0.5Mn15O4均具有良好的尖晶石结构和规则的几何外形.其首次放电容量分别为130和139 mA·h/g.80次循环后容量保持率分别为96.5％和97.5％.5C放电比容量分别为93和115mA·h/g;两段法烧结样品的极化程度要大于三段法烧结样品的极化程度.     

轿车电磁制动与摩擦制动集成系统的性能试验

利用所研制的电磁制动与摩擦制动集成系统试验台,进行了不同空气间隙、不同最大通电电流、不同电磁制动器线圈匝数以及不同制动盘材料时的集成系统联合制动力矩对比试验,研究了联合制动力矩、电磁制动力矩与摩擦制动力矩三者关系以及各参数对电磁制动与摩擦制动集成系统的影响.结果表明:气隙、电磁线圈通电电流、电磁线圈匝数以及制动盘材料等均对集成系统总制动力矩大小造成影响;综合考虑性能、安装2方面因素,可以选择的参数为气隙2 mm,电磁制动器线圈的最大通电电流为15 A,电磁线圈匝数为820×4,制动盘材料采用铜材质;对于整车总质量超过1 200 kg的车辆,线圈最大通电电流可以增大至25 A.     

一平移两转动三自由度减振平台的动力学分析

为了提高机械电子等产品在多自由度振动工况下的高精度动态特性,设计出一种安装上述产品的新型3自由度(一平移两转动)多维并联减振平台.首先对该平台的雅克比矩阵进行了理论分析,并取特定实例计算;结合雅克比矩阵的计算结果,对并联减振平台系统进行模态分析,得到该平台系统的理论固有频率;其次建立多雏并联减振平台的三维模型,利用Adams软件得到该平台的仿真固有频率;最后制作一台多维减振系统样机并完成试验测试,测得样机的实际固有频率.经过分析与试验,得到该平台的理论、仿真、试验固有频率分别为4.089 2,4.219,4.6 Hz左右,其误差在允许的范围内,表明一平移两转动减振平台设计理论和分析方法是正确可行的.     

脂肪酸甲酯结构对生物柴油低温流动性的影响

从分子结构出发,根据结晶理论,应用气质联用仪和低温性能测试仪研究生物柴油的组成对低温流动性的影响,为改善生物柴油的低温流动性提供理论指导,并提出生物柴油是伪二元混合物(高熔点的饱和脂肪酸甲酯和低熔点的不饱和脂肪酸甲酯)的观点.研究结果表明,生物柴油主要由豆蔻酸甲酯、棕榈酸甲酯、硬脂酸甲酯、花生酸甲酯、山嵛酸甲酯、木焦油酸甲酯、棕榈油酸甲酯、油酸甲酯、二十碳烯酸甲酯、芥酸甲酯、亚油酸甲酯和亚麻酸甲酯等组成.生物柴油的低温流动性主要取决于饱和脂肪酸甲酯,饱和脂肪酸甲酯尤其是长碳链质量分数越高,低温流动性越差.高品位的生物柴油应尽量少含多不饱和脂肪酸甲酯和饱和脂肪酸甲酯,尤其是三不饱和脂肪酸甲酯和烷基碳链在20个碳以上的饱和脂肪酸甲酯.     

生物柴油微观喷雾的灰色关联分析

为探究影响生物柴油雾化性能的主次因素,对B100(棕榈油生物柴油)、N10(生物柴油的体积分数为90%,正丁醇的体积分数为10%)和N20(生物柴油的体积分数为80%,正丁醇的体积分数为20%)的雾化特性进行了试验研究。采用定容弹高速摄影与多普勒粒子分析仪测量系统研究了3种燃油在不同喷孔直径、喷油压力及背压下的微观雾化特性,分析了雾化油滴的轴向速度和索特平均直径DSMD的变化趋势,并在此基础上通过灰色关联理论,计算得到了正丁醇掺混比、喷孔直径、喷油压力及背压对生物柴油DSMD的影响程度。结果表明:随着正丁醇掺混比的增加,雾化油滴的轴向速度与DSMD都有所减小,B100的DSMD从轴向长度5mm处的106.74μm降低到轴向长度70mm处的57.98μm;随喷孔直径和背压减小、喷射压力增大,3种生物柴油的DSMD均呈下降趋势,雾化质量得到改善。通过DSMD的灰色关联计算,得到正丁醇掺混比、喷孔直径、喷射压力和背压与DSMD之间的关联度分别为0.507 2、0.755 8、0.607 7和0.789 5,说明背压对DSMD的影响最大,喷孔直径与喷射压力次之,正丁醇掺混比对DSMD的影响最小。     

应用热力学相平衡预测加氢生物柴油-乙醇-柴油三元燃料低温性能

为了研究加氢生物柴油-乙醇-柴油三元燃料的低温性能,基于热力学相平衡模型,计算了该三元燃料的析晶点和析晶量,同时对比了加氢生物柴油-柴油二元燃料的析晶点和析晶量,探究了乙醇对该二元燃料低温性能的影响。试验结果表明,相比加氢生物柴油-柴油二元燃料,加氢生物柴油-乙醇-柴油三元燃料的析晶点均有不同程度的降低,三元燃料PHC5E5、PHC10E10、PHC15E15、PHS5E5、PHS10E10和PHS15E15的析晶点分别降低了4.5、5.7、6.1、4.3、5.3、6.1 K,所对应三元燃料在不同温度下析晶量也有不同程度的降低。在初始析晶温度下,三元燃料中的乙醇与生物柴油同时开始析晶,这说明乙醇以共晶方式与高熔点组分同时析出,改变了高熔点组分在晶核形成、生长过程中的结晶趋向和结晶形态,延滞了三元燃料在低温过程中的析晶趋势;未结晶的乙醇大量分布在燃料液相以及网状和片状晶体间隙之中,一定程度上提高了已结晶组分在基液中的溶解度。这两者共同改善了加氢生物柴油-乙醇-柴油三元燃料的低温性能。该研究为优化加氢生物柴油的低温性能提供了一种有效可靠的方法。     

车辆纵向力和质心侧偏角层级估计方法设计与验证

为提高车辆状态估计结果的精度与可靠性,设计了一种车辆纵向力和质心侧偏角层级估计方法。研究了一种用于车辆行驶状态估计的加权容积卡尔曼滤波,采用移动窗估计法调整测量噪声的协方差矩阵,根据不同时刻信息对测量噪声统计的有用性,动态调整窗口中不同时刻信息的权重,从而提高车辆状态观测器的滤波精度。根据电驱动轮模型特点,并考虑轮胎松弛长度来构造纵向力微分方程,从而设计了纵向力观测器。在纵向力估计的基础上,将上层的纵向力估计值视为伪量测值,利用三自由度车辆动力学模型设计了基于级联卡尔曼滤波的车辆行驶状态估计策略,实现了车辆质心侧偏角估计。进行了变速正弦转向工况和定速Fishhook转向工况下的CarSim/Simulink联合仿真试验以及实车试验,结果表明:所提方法整体估计精度相比扩展卡尔曼滤波提升了6.82%,具有较高的估计精度和实时跟踪效果,满足车辆应用需求。