摘 要: 为了满足燃料电池通航飞机工况对动力系统的运行要求，本文研究了通航飞机用燃料电池动力系统建模及其控制方法。首先，分析了某通航飞机实际飞行工况和功率需求，根据工况分析匹配了燃料电池系统仿真模型，代入参数计算并绘制电堆的V-I曲线和P-I曲线，指出了模型的限制条件。构建了燃料电池动力系统模型，基于某燃料电池金属电堆数据，运用PI控制和滑模控制（Sliding Mode Conrtol, SMC）法，并分别在两种方法中设计电流控制和电压控制，选定飞机爬升阶段和平飞阶段，在Simiulink中实现了对燃料电池动力系统模型的仿真。仿真结果显示，飞机从起始阶段到工况点转换后的平飞阶段，燃料电池系统输出电压较为稳定，模型仿真效果良好，符合实际。滑模控制SMC比PI控制响应快，SMC电压控制效果总体最好。

在一台高压共轨单缸柴油机的进气道上加装氨气喷射系统，在不同转速下研究了掺氨比以及柴油喷射正时对燃烧和排放的影响。试验结果表明，掺混大比例氨气会使滞燃期延长、燃烧速度变慢，从而导致最大压力升高率升高、燃烧持续期延长、指示热效率下降；掺氨能降低柴油机NOx排放，但会使N2O排放升高，温室气体总量增加。提前柴油喷射正时，可以提高指示热效率，降低NH3排放，但会进一步导致最大压力升高率、NOx和N2O升高。

基于全生命周期评价理论，对标国际标准通则及基于产品的碳排放核算方法，采用eBalance软件工具，以中国典型炼厂汽油产品为研究对象，搭建中国典型炼厂不同牌号汽油全生命周期评价模型，基于实际工艺路线建立循环引用关系，并开展能耗及碳排放清单分析，测算得到中国典型炼厂不同加工方案下不同牌号汽油全生命周期碳强度值，并完成各个环节碳排放贡献分析及敏感度分析。研究结果表明，以往所认为的清洁汽油组分碳强度较高，甚至是其他组分的2倍，需要对其使用性能及碳强度进行综合考量；车辆使用端碳排放约占据汽油全生命周期碳强度的70%，其次是炼厂生产环节，约占20%，提高对汽油配方以及车油适配性研究，能够有力降低汽油全生命周期碳强度水平；同一炼厂不同加工方案的汽油以及相同加工方案不同牌号汽油全生命周期碳强度有较大差异。通过全生命周期建模测算，评估不同加工方案不同汽油牌号构成的碳强度水平，从全生命周期环节寻找减碳降碳路径，能够为汽油低碳化开发与低碳相关标准制定提供数据及方法支撑。汽油全生命碳强度与原油资源、汽油生产工艺技术水平、汽油池组分资源、不同牌号汽油调合配方、车油匹配关系等密切相关，同一牌号不同炼厂生产加工方案不同，其碳强度值以及全生命周期环节贡献情况不同，需要进行一厂一测以及一厂一策。

针对柴油机共轨喷油器退化过程中特征信息微弱、特征信息被强噪声淹没导致的健康状态评估准确率低的问题，提出了一种基于层次加权排列熵特征提取和支持向量机模式识别的健康状态评估模型，并通过改进的鲸鱼优化算法对支持向量机模式识别模型进行了优化。为了证明该模型的可行性和有效性，分别对比了不同特征提取方法和不同智能优化算法对诊断结果的影响，结论是采用层次加权排列熵方法时识别准确率达到97.5％，相较于多尺度加权排列熵准确率提高了5.8％，相较于多尺度排列熵准确率提高了7.5％；改进鲸鱼优化算法可以使支持向量机的平均识别准确率达到94.6907％，高于标准鲸鱼优化算法的87.7207％和灰狼优化算法的84.05％。该模型相较于传统方法使对喷油器健康状态的识别更加准确可靠。

基于某纯燃油商用车，搭载皮带传动启动/发电一体化电机(简称BSG电机)、48V电池、高低压直流电源转换设备(DC/DC)等部件，构建P0构型的48V轻混系统。使用快速原型方法，开发48V系统控制策略，在转榖台架开展中国重型商用车检测(CHTC-LT)工况的经济性研究。试验结果表明：相比纯燃油车，搭载P0构型48V系统的商用车节油率达7%；如果启用启停功能，节油率达10%。在48V弱混系统对节油率的贡献中，电能转换贡献率小于48.3%，而发动机工况优化的贡献率在50%以上。

国六重型柴油车国六法规《重型柴油车污染物排放限值及测量方法（中国第六阶段）》已于2021年7月全国范围实施，国六法规对排放耐久性提出了更高的要求，本文对国六实际排放耐久现状进行研究，并使用不同耐久试验循环进行台架耐久试验劣化系数分析，通过国六整车16万公里排放耐久试验，分析排放劣化及催化剂耐久小样分析。结果表明基于不同发动机台架耐久测试循环，实测劣化系数小于固定劣化系数；通过整车16万公里排放耐久试验后系统排放控制良好，催化剂效率无明显恶化。

随着发动机设计爆压和功率的不断提升,发动机连杆小头衬套容易出现严重边载等问题,进而导致连杆小头与活塞销咬销抱死等重大发动机故障。本文运用有限元及及弹性液体动力学（EHD）方法,正向设计了连杆小头衬套型线,并试验验证型线设计的合理性,避免因连杆衬套边载导致的重大发动机故障。

针对某16V曲轴平衡设计，运用多体动力学软件EXCITE PowerUnit，仿真分析曲轴平衡设计情况，预测分析曲轴不平衡量方向，判定曲轴平衡设计的合理性。

基于一维性能仿真软件和氢内燃机台架试验相结合．建立了直喷式增压氢内燃机的性能计算模型，依据试验数据对模型进行了验证和校核。从氢燃料的特性出发，首先对混合气浓度进行选型；然后通过增压匹配，弥补稀燃造成的动力性下降带来的不足；最后以最高燃烧压力不超过16MPa为边界，通过压缩比和配气相位进一步优化综合性能，完成综合性能最优的氢内燃机设计方案。方案的结果相比于初始性能，最高功率提升了50%，达到130kW；最高有效热效率提升了3.21%，达到40.8%。

本文通过构建某大流量高压头离心式抽尘泵叶轮及蜗壳参数化模型并搭建自动化仿真及优化平台，使用优化算法针对既定优化目标对抽尘泵核心结构参数进行自动优化，获得性能提高的新型离心式抽尘泵结构，提升了当前使用抽尘泵的性能，经过试验验证，额定点性能提高近10%，证明自动化仿真流程方法与优化平台可以有效执行初始设计高效离心式抽尘泵的目标，同时也具有对现有离心式抽尘泵性能实现优化提升的能力。