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氨/氢燃料射流点火船用发动机燃烧特性

西安交通大学学报 2024年第5期58卷 124-132页

作者：魏胜利张绍邦严书哲张志成倪士栋江苏大学汽车与交通工程学院江苏镇江212013

为突破氨在发动机中的燃烧局限性,促进氨燃料高效快速燃烧,提出了一种利用氢气射流火焰点燃氨燃料的方案。通过向主动式预燃室供给氢气,进气道内预混氨/氢燃料,实现氨在大缸径船用发动机上的稳定高效燃烧。基于数值模拟计算方法,在改进... 详细信息

为突破氨在发动机中的燃烧局限性,促进氨燃料高效快速燃烧,提出了一种利用氢气射流火焰点燃氨燃料的方案。通过向主动式预燃室供给氢气,进气道内预混氨/氢燃料,实现氨在大缸径船用发动机上的稳定高效燃烧。基于数值模拟计算方法,在改进了Otomo氨/氢机理基础上,探究了进气温度、掺混氢气的质量分数和主燃室当量比对氨/氢燃料着火与燃烧特性的影响。研究结果表明,射流火焰可以在主燃烧室形成燃烧所需的热力学环境和高活性热射流。在当量比为0.4、不掺混氢气的条件下,450 K进气温度可以实现氨燃料发动机的稀薄燃烧,在掺混氢气的质量分数较低时,射流点火对火焰发展促进作用更显著;掺混氢气的质量分数提高至10.0%可以使燃烧相位提前18°,但爆震风险增加;在进气温度为320 K和掺混氢气的质量分数为2.5%条件下,主燃室在当量比最小为0.45时可正常着火,但随着更接近理论空燃比的燃烧,指示热效率略有提升,主动预燃室氢射流点火的燃烧模式在实现氨发动机高效快速燃烧方面具有良好的潜力。

关键词：氨/氢燃料船用发动机预燃室射流点火燃烧特性

基于VRB/OW-GFRP混合结构的CTB电池包上盖总成轻量化设计研究

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汽车工程 2024年第2期46卷 290-299页

作者：段利斌张雨杜展鹏刘冶钢孟祥新田冠男郑海洋吴闯江苏大学汽车与交通工程学院镇江212013 奇瑞汽车股份有限公司芜湖241006

电池车身一体化(CTB)是提升电动汽车续航里程的关键技术。利用胶接工艺将变厚度(VRB)结构与正交编织玻璃纤维增强复合材料(OW-GFRP)粘接形成的VRB/OW-GFRP混合结构,是降低CTB电池包质量的创新结构,有助于进一步提升电动汽车的续航里程... 详细信息

电池车身一体化(CTB)是提升电动汽车续航里程的关键技术。利用胶接工艺将变厚度(VRB)结构与正交编织玻璃纤维增强复合材料(OW-GFRP)粘接形成的VRB/OW-GFRP混合结构,是降低CTB电池包质量的创新结构,有助于进一步提升电动汽车的续航里程。以某款电动汽车为研究对象,设计了一种CTB电池车身一体化结构,实现了电池包上盖与车身地板的集成融合。分别采用VRB结构、UT/OW-GFRP及VRB/OW-GFRP混合结构替代等厚度(UT)CTB电池包上盖总成,并基于多阶段优化方法开展了3种类型CTB电池包上盖总成的轻量化设计。结果表明,在满足CTB电池包刚度性能前提下,VRB结构相比UT结构实现减质量6.4%;基于VRB/OW-GFRP混合结构的CTB电池包上盖总成轻量化效果约为金属结构的3倍,VRB/OW-GFRP相比UT/OW-GFRP混合电池包上盖总成进一步减质量4.2%。由此可见,VRB/OW-GFRP混合结构是未来汽车轻量化技术发展的重要趋势,在CTB电池包上盖总成中具有巨大的应用前景。

关键词：变厚度/正交编织玻璃纤维增强复合材料混合结构电池车身一体化电池包轻量化

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氨燃料固体氧化物燃料电池性能研究进展

精细化工 2024年第4期41卷 750-760页

作者：倪士栋魏胜利杜振华马万达路品智江苏大学汽车与交通工程学院江苏镇江212013

氨(NH_(3))是一种零碳燃料,也是富氢载体,具有较大储运优势。固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种清洁高效发电装置,在分布式发电、热电联供、储能调峰等领域有广阔应用前景,NH_(3)可直接用作SOFC阳极燃料以实现高效、清洁、低成本发电。该... 详细信息

氨(NH_(3))是一种零碳燃料,也是富氢载体,具有较大储运优势。固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种清洁高效发电装置,在分布式发电、热电联供、储能调峰等领域有广阔应用前景,NH_(3)可直接用作SOFC阳极燃料以实现高效、清洁、低成本发电。该文简介了质子传导型和氧离子传导型氨SOFC的工作原理,电解质、电极材料的选择以及NH_(3)在阳极的分解过程,总结了氨SOFC的实验研究现状,以单电池最大功率密度为评价指标,综述了不同电解质/电极材料、电解质厚度、工作温度、电池结构类型等因素下2种传导类型的氨SOFC的性能表现,并分析了造成电池性能差异的原因,介绍了氨SOFC目前面临的挑战。最后,对氨SOFC未来研究方向、热电联供系统的应用进行了展望。

关键词：氨燃料固体氧化物燃料电池工作原理电解质电极材料电池性能

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装配式地铁车站叠合顶板受力性能试验研究

铁道科学与工程学报 2024年第5期21卷 1919-1929页

作者：莫振泽冯帅克卞波孙延盼李鹏管东芝郭正兴锡澄中车(无锡)城市轨道交通工程有限公司江苏无锡214432 东南大学土木工程学院江苏南京211189 中铁一局集团城市轨道交通工程有限公司江苏无锡214104

为减轻装配式地下车站结构中预制顶板构件的重量、增加结构整体性和防水性、提高施工现场的安装效率,提出一种由预制带肋底板和现浇混凝土叠合层组成的新型预应力混凝土带肋叠合顶板。针对无支撑和有支撑2种安装工况,设计制作4块长度为... 详细信息

为减轻装配式地下车站结构中预制顶板构件的重量、增加结构整体性和防水性、提高施工现场的安装效率,提出一种由预制带肋底板和现浇混凝土叠合层组成的新型预应力混凝土带肋叠合顶板。针对无支撑和有支撑2种安装工况,设计制作4块长度为9 m的足尺叠合顶板试件。采用单调静力加载试验的方式分别研究叠合顶板构件在1阶段受力模式和2阶段受力模式下的受力性能。对预制带肋底板变形、叠合顶板试件的裂缝分布、跨中弯矩-位移曲线和钢筋应变等进行对比和分析,并结合试验结果修正叠合顶板最大裂缝宽度的理论计算方法。研究结果表明:叠合顶板整体受力性能良好,加载过程中叠合面未出现贯通裂缝和滑移破坏;2阶段受力叠合顶板在板底裂缝宽度达到控制限值时,对应的跨中弯矩较1阶段受力叠合顶板减少30.0%,在跨中位移达到变形限值时,对应的跨中弯矩较1阶段受力叠合顶板减少11.6%,说明其在设计时应更加关注变形和裂缝控制;2阶段受力叠合板试件板底和板顶纵筋分别存在着“拉应力超前”和“压应力滞后”现象,在配筋设计时可进一步优化配筋;修正的最大裂缝宽度计算方法可用于叠合顶板1阶段和2阶段受力工况的计算,并保证安全。研究结果为进一步丰富装配式地铁车站的构件形式以及新型叠合板试件的设计提供参考。

关键词：装配式地下车站叠合顶板单调静力加载试验 2阶段受力裂缝宽度

预喷参数对乙醇/柴油双燃料发动机燃烧和排放特性的影响

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石油学报（石油加工） 2024年第1期40卷 115-125页

作者：陈庆涛刘军恒孙平嵇乾瞿磊江苏大学汽车与交通工程学院江苏镇江212013 南通职业大学汽车与交通工程学院江苏南通226007

为了改善乙醇/柴油双燃料发动机工作特性,对一台高压共轨柴油机进气系统改造实现了乙醇/柴油双燃料燃烧模式,并开展了预喷参数(预喷正时、预喷油量和预-主喷间隔)对双燃料发动机燃烧过程和排放特性影响的试验研究。结果表明:提前预喷正... 详细信息

为了改善乙醇/柴油双燃料发动机工作特性,对一台高压共轨柴油机进气系统改造实现了乙醇/柴油双燃料燃烧模式,并开展了预喷参数(预喷正时、预喷油量和预-主喷间隔)对双燃料发动机燃烧过程和排放特性影响的试验研究。结果表明:提前预喷正时使得双燃料燃烧相位提前,放热率峰值也随之增加;但预喷正时为上止点前(BTDC)22~25°CA时,会导致放热率曲线由双峰分布转变为三峰分布,CO、HC、Soot、甲醛、乙醛和乙烯排放量均降低,而NOx排放量呈现增高趋势,有效热效率(BTE)逐渐降低。在预喷正时为19°CA BTDC时,当预喷油量由2.5 mg/cyc逐渐增加至4.5 mg/cyc时,CO和HC排放量逐渐降低,而NOx排放量逐渐增加,BTE呈先增加后降低的趋势,Soot排放量在预喷油量3.0 mg/cyc下达到最低值0.07 FSN。在预喷策略下,提前主喷正时能够使双燃料发动机主喷燃烧相位逐渐提前并靠近上止点,最大缸内压力增加,CO、HC、Soot、甲醛、乙醛和乙烯排放量显著降低,同时发动机的燃油经济性得到改善;在平均有效压力(BMEP)为1.05 MPa和主喷正时11°CA BTDC的工况下,乙醇/柴油双燃料发动机的BTE达到最高值40.31%。

关键词：双燃料发动机预喷参数燃烧排放有效热效率

弹性支承边界条件对桥梁共振与消振的影响机理分析

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土木工程学报 2024年第6期57卷 13-25页

作者：陈雷杨永斌王志鲁刘志勇姚华重庆大学重庆400045 重庆市交通工程质量检测有限公司重庆400067

铁路桥梁服役过程中,因支座病害和冲刷等作用,桥梁端部约束常发生弱化。该文旨在理论解析边界支承条件及其变化对桥梁动力特性及共振与消振条件的影响机理。文章首先提出考虑左右支承刚度不等的弹性支承梁振型的简化表达,建立了移动连... 详细信息

铁路桥梁服役过程中,因支座病害和冲刷等作用,桥梁端部约束常发生弱化。该文旨在理论解析边界支承条件及其变化对桥梁动力特性及共振与消振条件的影响机理。文章首先提出考虑左右支承刚度不等的弹性支承梁振型的简化表达,建立了移动连续荷载作用下弹性支承梁自由振动的理论闭合解;然后推导考虑左右支承刚度不等的桥梁共振与消振条件,理论解析桥梁-支承刚度比(刚度比)、左右支承刚度不等比(刚度不等比)的影响机理;最后通过数值模拟验证理论解的准确性,并参数化分析支承条件参数对桥梁动力特性及共振与消振条件的影响规律。研究结果表明:(1)弹性支撑梁的频率随弹性支承的刚度比和刚度不等比增大而减小;(2)弹性支承梁的共振与外部消振速度参数与简支梁一致,但共振与外部消振速度降低,更易激发共振与外部消振;(3)支承条件对桥梁内部消振条件影响大,当左右支承刚度相等时,存在唯一内部消振条件,否则不发生内部消振;(4)当桥梁支承弱化或者两侧刚度不等时,基于简支梁的最佳跨长对共振的消除效应将逐渐失效;(5)阻尼有利于抑制桥梁共振幅值,对外部消振存在微小的非零值“阻尼泄露效应”;(6)当两侧支承刚度不相等时,桥梁最大响应位置偏离桥梁跨中,需在桥梁检测时关注。

关键词：铁路桥梁弹性支承梁共振消振不等支承

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基于滑模同步控制的履带式作业机全向调平系统研究

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农业机械学报 2024年第4期55卷 394-401页

作者：汪若尘苏兆睿丁仁凯孙泽宇蒋俞郭中阳江苏大学汽车与交通工程学院镇江212013 江苏大学汽车工程研究院镇江212013 江苏大学农业工程学院镇江212013 江苏超力电器有限公司镇江212300

针对现有丘陵山区履带式作业机底盘大坡地作业时易侧翻、安全性差的问题,基于“三层车架”式丘陵山区履带式作业机结构方案,设计了一种互联式全向液压调平系统,提出了基于扰动观测器的滑模同步控制方法,降低了单液压缸位置误差以及双液... 详细信息

针对现有丘陵山区履带式作业机底盘大坡地作业时易侧翻、安全性差的问题,基于“三层车架”式丘陵山区履带式作业机结构方案,设计了一种互联式全向液压调平系统,提出了基于扰动观测器的滑模同步控制方法,降低了单液压缸位置误差以及双液压缸同步误差。AMEsim-Simulink联合仿真结果表明:基于滑模同步位置控制的履带式作业机全向调平系统优于传统PID控制,全向调平中20°横向调平时间减小1.6 s,25°纵向调平时间减小1.8 s,上升时间平均缩短21.8%,调平时间平均缩短35.5%,同步位置控制误差保持在±6×10^(-4) m内。在此基础上,对3层车架式丘陵山区履带式作业机样机进行了实机测试,其中全向调平机身倾角平均误差为2.55%,液压缸平均同步误差为8.2%,测试结果验证了履带式作业机全向调平系统的可行性与优越性。

关键词：丘陵山区履带式作业机全向调平扰动观测器滑模同步控制位置控制

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氨/柴油双燃料船用中速发动机燃烧及排放特性

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华中科技大学学报（自然科学版） 2024年第1期52卷 32-38页

作者：冷先银高晓亮魏胜利何志霞江苏大学能源研究院江苏镇江212000 江苏大学汽车与交通工程学院江苏镇江212000

基于一台缸径为400 mm的船用中速柴油机开展计算流体力学(CFD)数值模拟,研究在进气道喷射氨气、缸内直喷柴油的双燃料燃烧模式下发动机的燃烧和排放特性.计算结果表明:随着氨预混合气当量比增加,氨气的燃烧效率提高,但会导致爆压增高;... 详细信息

基于一台缸径为400 mm的船用中速柴油机开展计算流体力学(CFD)数值模拟,研究在进气道喷射氨气、缸内直喷柴油的双燃料燃烧模式下发动机的燃烧和排放特性.计算结果表明:随着氨预混合气当量比增加,氨气的燃烧效率提高,但会导致爆压增高;柴油能量比提高,会提高燃烧效率,但过高的柴油能量比会使柴油燃烧不充分,导致CO排放量增加;适当降低发动机压缩比能延长滞燃期,从而提高燃烧效率和指示热效率.当发动机压缩比为13、氨气预混合气当量比为0.55、柴油能量比为10%时,燃烧爆发压力为18.2 MPa,指示热效率达到47.2%,发动机能够获得较为优越的综合性能.

关键词：船用发动机氨气柴油当量比柴油能量比压缩比

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非机动车超越行为轨迹分段识别与分析方法

交通运输系统工程与信息 2024年第3期24卷 323-332页

作者：张蕊段予孔令争侯先磊北京建筑大学土木与交通工程学院北京100044 中冶京诚工程技术有限公司北京100176

非机动车超越次数是非机动车道服务水平评价的重要参数,随着路侧高位视频设备的应用普及,为非机动车超越行为识别提供了良好的视频数据来源。目前有关轨迹分段方法的研究难以适应非机动车行驶角度变化频繁且超越轨迹较长的特点。本文提... 详细信息

非机动车超越次数是非机动车道服务水平评价的重要参数,随着路侧高位视频设备的应用普及,为非机动车超越行为识别提供了良好的视频数据来源。目前有关轨迹分段方法的研究难以适应非机动车行驶角度变化频繁且超越轨迹较长的特点。本文提出基于片段轨迹时长和分割间隔时间两个参数的轨迹分段方法,根据视频获取的640条超越轨迹数据,分析非机动车各类超越行为的特性,选取纵向平均速度、纵向速度标准差、横向平均速度、横向速度标准差作为特征参数,基于K最近邻(K-Nearest Neighbor, KNN)算法建立非机动车超越分类模型。根据超越行为持续时间平均值确定自行车片段轨迹时长取值为[4, 9] s,分割间隔时间取值为[1, 8] s;电动自行车的片段轨迹时长取值为[4, 8] s,分割间隔时间取值为[1, 7] s,利用分类模型对各参数组合分段获得的非机动车轨迹片段进行识别。研究结果表明:自行车片段轨迹时长为8 s,分割间隔时间为6 s;电动自行车片段轨迹时长为6 s,分割间隔时间为4 s时,对应的识别误差百分比最低,分段效果最佳。

关键词：城市交通超越行为识别轨迹分段非机动车片段轨迹时长分割间隔时间