柴油轿车模态排放特性研究

国Ⅳ柴油车NO_2排放特性研究国Ⅳ柴油车NO_2排放特性研究随着城市化进程的加速和车辆数的快速增长，汽车尾气排放已成为城市环境污染的主要来源之一。

作为柴油车排放物之一，氮氧化物（NOx）对大气环境有着极其严重的污染影响。

而其中的一种化合物，氮氧化二氮( NO2 )排放量的积累，在空气污染的形成和疾病的流行扩散中起着不可忽视的作用。

一、国Ⅳ柴油车NO2排放特性国Ⅳ柴油车NO2排放过程不仅与发动机性能、燃油性质、他者气体等因素有关，同时还与排放系统、排放控制策略等因素相关。

在实际运行中，或因发动机性能和排放系统等存在安全问题，或因运营保养不良等原因，导致NO2排放严重超标。

此时进行系统性的 NO2 排放特性研究，对指导柴油车相关污染控制具有重要意义。

二、NO2排放的来源和机理NO2排放的来源具有多样性，其中机动车尾气排放是重要因素之一。

机动车发动机在燃烧过程中，NO、NO2是排放物之一。

一般来说，NO2 是通过 NO 与 O2在大气中再次反应而来的。

而 NO主要来源于发动机燃烧完全不完全脱除 N2 中的氮氧化物，主要取决于氮气氧化的水平以及车辆机械状况和运行条件。

此外，城市和农村燃烧、生物质燃烧和工业生产等过程也是 NOx 排放的重要来源。

NO2的生成和演化具有很多重要反应，其中可以归纳为以下 3 种：1. 热化学反应，如NO & O3 => NO2。

2. 气相拉曼反应，如N2O5+H2O=>2HNO3。

3. 水相反应，如NO2与水蒸气反应生成硝酸。

三、NO2排放对环境的影响NO2的对大气环境污染具有类似NOx其他污染物的排放特性，但其相对危害更大。

NO2中的氮元素与空气中二氧化硫、水蒸气等一系列污染物相互作用，产生硫酸和硝酸等看不见的雾霾。

硝酸盐离子得益于其离子化程度的高,极易在云粒和气溶胶中游移,所以对细颗粒物的形成和成分分布具有极其重要的影响。

此外，NO2还具有对人体的神经、呼吸系统和心血管系统等的危害。

车辆排气系统模态和振动特性及组件敏感性研究车辆排气系统作为汽车的重要组成部分之一，除了发挥着排放废气的作用，还会影响车辆的性能和噪声体验。

研究车辆排气系统的模态和振动特性，以及组件的敏感性，可以为车辆的噪声、振动与精度方面提供重要的参考，有利于优化车辆设计和提高车辆性能。

首先，我们来了解一下车辆排气系统的模态和振动特性是什么。

说的简单点儿，模态就是在特定光滑周围，震荡频率最低且震荡模态比较单一的状态；振动特性就是对车辆排气系统施加外力后所产生的振动的性质和规律，例如桥架和腾纵梁的振动特性。

通常，车辆排气系统的振动会产生一系列的噪声，可能会影响车内的乘坐舒适度。

车辆排气系统的振动特性与其结构有关，排气系统主要由排气管、消声器和尾管组成。

排气管是由许多管道构成的，如果管道上出现谐振波，就会引起某些引起外界动态作用的短暂激烈振动，在驾驶过程中会产生强烈的噪音。

消声器通过包含一些吸音材料以降低噪音。

尾管主要作用是将废气从汽车的后部排出，通常不会影响车辆的振动性能。

除此之外，车辆排气系统各组件之间的敏感性也是需要研究的。

不同大小，使用材料不同的排气管，需要考虑其尺寸和形状的影响，例如在保证足够放气量的基础上尽量缩短减少发动机输出平台长度来提高车辆的动力。

消声器内填充了不同类型和密度的吸声材料，不同的填充方式，能够降低不同振动频率的噪音的输出。

为了研究车辆排气系统的模态和振动特性，目前多采用有限元法来进行数值分析，通过对输出的振动频谱进行计算，并比较不同组件结构之间的差异，来选取出最为合适的结构方案，如选取合适尺寸尽量缩短减少发动机输出平台长度，选择合理的吸音材料，并调整消声器内部的填充方式等，以达到最优的噪音控制效果。

综上所述，车辆排气系统的模态和振动特性，以及组件的敏感性研究，对汽车厂商优化车辆设计，提高车辆的整体性能、降低噪音、振动和精度方面提供了很大的帮助，让驾驶体验更加舒适愉悦。

在研究车辆排气系统的模态和振动特性时，需要考虑到许多因素，例如排气管的材质与厚度、消声器的填充材料与结构、尾管的长度等，这些因素都会对振动特性产生影响。

Internal Combustion Engine & Parts• 33•柴油车DPF再生时排气特性研究王继佳；陈桥(军事交通学院研究生管理大队，天津300161)摘要：柴油机颗粒过滤器（DPF，Diesel particulate Filter)被公认为处理柴油机颗粒物排放的最有效措施，但是D PF再生技术有待 进一步研究解决。

本文对基于乙醇氧化的DOC辅助D PF再生技术的排气条件特性进行了研究，能更好寻找乙醇喷射时间点和规律，减少再生时产生的有毒气体。

关键词：DPF;乙醇喷射;排气特性0引言DPF工作一段时间后PM堆积粘附在过滤壁上，气体通过性显著下降，产生较大空气阻力，反作用于发动机[|]。

此时，必须及时除去颗粒物捕集器积存的颗粒，才能使发动机和颗粒物捕集器正常工作，这个过程称为再生。

目前，热再生技术主要包括:燃烧器再生、电加热再生、微波加热再生和喷乙醇助燃再生。

基于乙醇氧化的DOC辅助D PF再生技术是军事交通学院唐粵清、张卫锋等人设计的再生方法，利用乙醇燃点低等特性，采用向过滤体内部喷射乙醇的方式点燃PM实现再生，如图1所示[2]。

该方法成本较低，但乙醇在高温时发生复杂的化学反应，易生成有毒物质。

所以需要对 DPF再生时的排气条件进行研究，寻找适宜的乙醇喷射时 间点，防止有毒物质的生成。

1再生技术介绍乙醇的碳链相比柴油较短，且常温常压下乙醇的沸点 为78.5益，而柴油的沸点大于180益，乙醇在排气温度下更 易挥发成乙醇蒸汽，因此乙醇的喷射压力比柴油的喷射压 力小。

DPF再生系统通过对柴油机运行工况以及排气条件 进行监控，当判断柴油机排气条件符合系统再生条件时，在排气管道内喷射适量的乙醇，乙醇在气流和排气温度的 作用下雾化，利用DOC将乙醇蒸汽氧化，使D PF入□温 度达到颗粒物氧化所需的温度，从而实现DPF再生。

根据再生系统的原理和功能需求，由于乙醇沸点低，直接用喷嘴在排气管道中喷射乙醇可能出现气阻，因此确 定乙醇供给模块采用气助式喷射方式。

燃用生物柴油的柴油乘用车颗粒物排放特性楼狄明;阚泽超;胡志远;谭丕强【摘要】以帕萨特柴油乘用车为试验样车,使用排气颗粒数量及粒径分析仪,研究燃用国Ⅳ纯柴油、纯生物柴油,以及生物体积比分别为5％、10％、20％和50％的柴油一生物柴油混合燃料的颗粒排放特性.结果表明,不同车速下,颗粒物数量及质量排放因子随车速的增加而增加;当车速在60km/h及以上时,颗粒物数量排放因子随生物柴油掺混比例的增加而迅速变大;减速时,颗粒物数量排放因子先出现一个波峰,然后下降;随生物柴油掺混比例的增加,聚集态颗粒物数量排放下降,核态颗粒物数量排放上升,且峰值向减小粒径方向移动.【期刊名称】《汽车技术》【年(卷),期】2014(000)001【总页数】5页(P58-62)【关键词】柴油乘用车;生物柴油;颗粒物;排放特性【作者】楼狄明;阚泽超;胡志远;谭丕强【作者单位】同济大学;同济大学;同济大学;同济大学【正文语种】中文【中图分类】U473柴油机因热效率高、动力性好而被广泛使用，但国际癌症研究组织已经把柴油机排放的颗粒物列为对试验动物具有致癌性和对人类具有潜在致癌作用的污染物[1]。

柴油机排放物中有许多致突变和致癌性的物质，如多环芳香烃PAHs就是吸附在排放颗粒物表面上进而被吸入体内。

欧盟从欧Ⅴ轻型柴油车认证标准开始对柴油乘用车的排气颗粒数量进行限制。

生物柴油作为柴油的一种清洁替代燃料，由于具有十六烷值高、润滑性好、可再生性好等特点受到了广泛关注。

生物柴油是以植物果实、种子、植物导管乳汁或动物脂肪油、废弃食用油、酸化油等为原料，与醇类（甲醇、乙醇）经酯交换反应获得的可供内燃机使用的一种可再生燃料——脂肪酸甲酯或乙酯[2]。

研究生物柴油乘用车颗粒数量排放特性对于评价生物柴油的颗粒排放十分重要。

国内、外学者对于柴油机燃用生物柴油的颗粒物排放试验研究已取得一定成果，这些成果主要体现在两方面，一方面是发动机台架排放特性试验[3～8]，另一方面是基于欧洲NEDC工况的整车排放特性试验[9～12]。

轻型柴油车国IV排放技术调研报告J动力机械0702 冯洁3071106033摘要：我国从2007年7月1日实施GB 18352.3-2005第Ⅲ阶段排放标准，2010年7月1日实施第IV阶段排放标准。

这对轻型柴油车排放控制技术提出了更高的要求。

柴油车排放污染物中含有碳烟颗粒物PM、烃类、CO、NO X，而颗粒污染物PM是城市里最大的污染源。

通过考察POC的背压和整车排放性能，观察POC+DOC在整车排放试验中的效果，结果表明，采用柴油机颗粒氧化型催化器POC和氧化型催化转化器DOC可以有效减少HC，CO ，显著降低颗粒物PM排放，氮氧化物平均可以减少10%-15%。

POC+DOC可以有效帮助柴油车满足国IV排放法规。

关键词：颗粒氧化型催化器POC，氧化型催化转化器DOC，碳烟颗粒物PM，氮氧化合物NO X 轻型柴油车，国IV排放法规，整车排放试验，废气在循环EGR一.轻型车排放法规GB 18352.3-20051. GB 18352.3-2005我国为贯彻《中华人民共和国环境保护法》和《中华人民共和国大气污染防治法》，防治机动车污染物排放对环境的污染，改善环境空气质量，从技术上等效采用欧III/IV技术内容制订了GB 18352.3-2005。

2. 适用范围适用于以点燃式发动机或压燃式发动机为动力、最大设计车速大于或等于50km/h、最大总质量不超过3500kg的M1类、M2类和N1类汽车。

不适用于根据GB 17691（第Ⅲ阶段或第Ⅳ阶段）《车用压燃式发动机排气污染物排放限值及测量方法》规定，已获得型式核准的N1类汽车。

按GB/T 15089—2001 规定：M1 类车指包括驾驶员座位在内，座位数不超过九座的载客汽车。

M2类车指包括驾驶员座位在内座位数超过九座，且最大设计总质量不超过5000kg 的载客汽车。

N1 类车指最大设计总质量不超过3500kg 的载货汽车。

3.排放标准二. 柴油车排放控制技术在日益严格的排放法规下，近年来柴油车排放控制技术得到了很大的发展，这些技术为提高柴油车排放水平发挥了关键作用，人们对柴油车排放差的观念也得到了很大改观。

柴油机不同形状燃烧室燃烧特性和排放特性仿真研究打开文本图片集摘要：为研究柴油机不同形状燃烧室的燃烧与排放特性，利用软件建立不同燃烧室的燃烧模型，进行了燃烧过程的数值模拟，分析了湍动能、温度场、燃空当量比对燃烧的影响。

燃烧室收口和底部凸台对湍流的分布起到重要影响。

NO排放的增加，Soot排放的减少，与燃烧室最高平均温度，油气混合的程度有着明显的关系。

关键词：柴油机；AVLFIRE；数值模拟；燃烧；排放引言近年来，随着《第三阶段非道路移动机械用柴油机排气污染物排放限值和测量方法》的实施，非道路移动机械用柴油机的排放已成为问题。

降低柴油机的排放，尤为迫切。

燃烧室作为燃烧的主要部位，与柴油机内混合气形成和燃烧有着密切关系。

研究燃烧室的几何形状及结构尺寸对燃烧过程的完善度和发动机的动力性、经济性、可靠性以及排放性能有着重要影响。

随着缸内流场可视化技术和数值模拟技术的发展，数值模拟具有了周期短，费用低，适用性强的特点，成为研究内燃机缸内流场及燃烧的的重要手段。

本研究采用软件AVL-FIRE，对三种不同形状燃烧室进行三维数值模拟，分析燃烧室形状对燃烧和排放的影响，为燃烧室优化设计提供了依据。

1计算模型及初始边界条件设定1.1几何模型建立燃烧室的收口程度和底部凸台的形状会对燃烧室内气流运动产生较大影响。

在保持燃烧室容积变化不超过5%的前提下，通过改变燃烧室中央凸起部位的形状和缩口比的大小，比较不同形状的燃烧室对燃烧特性和排放特性的影响。

1.2计算模型为描述燃烧室内的燃烧过程，采用了相关火焰模型，ECFM-3Z。

该模型采用火焰面密度的方法描述火焰的发展过程，考虑了柴油机的燃烧既有预混燃烧又有扩散燃烧，并以扩散燃烧为主的燃烧特性。

通过这样的方式将化学相和湍流相分别处理，从物理意义上更准确。

为计算NO排放，采用EtendedZeldovich模型。

该模型对三种反应同时考虑向前和向后反应速率的影响基于平衡机理确定原子物质的（O、H、OH）浓度。

分类号 TK421+.5 单位代码 10183密级内部研究生学号 2200605吉林大学硕士学位论文车用柴油机瞬态工况下排放性能的研究Investigation of Exhaust Emission Behavior from an Automotive Diesel Engine under Transient Operating Condition作者姓名：王忠恕专业：动力机械及工程导师姓名刘忠长及职称教授论文起止年月： 2001年9月至2003年2月提要环境保护与节能是当今车用动力技术发展的两个主要着眼点[1]。

过去对柴油机在稳态工况下的排放性能研究比较深入，而对柴油机在瞬态工况下排放性能的研究则才是刚刚开始。

随着环保意识的增强，排放法规越来越严格，对柴油机在瞬态工况下的排放性能进一步研究有着十分重要的实际意义。

本研究的目的就是考察与研究车用增压中冷直喷柴油机在稳态工况和瞬态工况下的排放性能，找出影响柴油机瞬态工况下排放性能的主要因素。

本研究以一汽大连柴油机厂生产的车用增压中冷直喷CA6DE1-21K柴油机为研究对象，通过试验研究了其在稳态工况和瞬态工况下的排放特性。

排放性能的研究主要包括对微粒（PM）、氮氧化物（NOx）、烟度（N）、碳氢化合物（HC）和一氧化碳（CO）等试验结果的对比分析及比较了GT35增压器（低速增压器）和TBP4增压器（普通增压器）对柴油机排放性能的影响。

其中瞬态工况模式有：恒转速变转矩工况、恒转矩变转速工况和自由加速工况。

试验研究结果表明：柴油机稳态时的排放特性对柴油机瞬态工况的排放性能有很大影响；柴油机瞬态工况下废气和微粒的排放值要高于其所对应的稳态工况下的排放值；在恒转速变转矩工况中柴油机的PM排放量随转矩增加速率的增加而升高，尤其是低速（1000r/min）时增加更为明显，最高增加量可达3到4倍左右，而在中高转速增加量一般在1倍以内，空燃比滞后效应是导致微粒排放量增加的主要因素；在恒转矩变转速瞬态工况中，PM的瞬态排放量略高于其所对应的稳态排放量，而且PM排放量随转速变化速率n&的变化关系不大，排放值都保持在较低的位置；在自由加速瞬态工况下，PM的瞬态排放量随着n&的增加而升高，SOF在PM中所占的比例约为2/3明显高于DS在PM中所占的比例，出现这种现象主要是由于在该工况下，空燃比下降过大造成部分燃烧，大量未燃HC附着在DS上随废气一同排出，使SOF在PM中所占的比重大大增加。

直喷柴油机进排气门流动特性研究的开题报告一、研究背景及意义直喷柴油机是一种高效、经济、耐用且实用的发动机，广泛应用于汽车、船舶、机械设备等领域。

然而，在直喷柴油机运转过程中，进排气门的流动特性对发动机的性能、燃油经济性、排放量等方面都有着重要的影响。

因此，深入研究直喷柴油机进排气门流动特性，对于提高柴油机的优异性能、进一步降低燃油消耗和有害物质排放有着重要的意义和价值。

二、研究内容和方法本文旨在研究直喷柴油机进排气门流动特性，并通过分析其流动状态和重要参数来揭示进排气门对发动机性能的影响。

具体内容如下：1.采用数值模拟方法，建立直喷柴油机进排气门流动的数值模型，通过计算流体动力学仿真技术获得进排气门的流动状态。

2.对直喷柴油机进排气门流动的数值模拟结果进行分析，确定主要的流动参数，包括进排气门开度、速度、压力等，并使用计算流体动力学软件对其进行验证。

3.采用试验台架，对柴油机进排气门开度和发动机性能进行测试和评估，以验证数值模拟和计算的准确性和可靠性。

三、论文预期成果本文研究直喷柴油机进排气门流动特性，旨在揭示其对发动机性能的影响，为提高柴油机性能和燃油经济性、降低燃油消耗和有害物质排放提供技术支持。

具体成果如下：1.建立直喷柴油机进排气门流动的数值模型，分析其流动状态和流动参数。

2.通过试验验证数值模拟和计算的准确性和可靠性。

3.揭示直喷柴油机进排气门对发动机性能的影响机理，并提出改进措施和建议。

四、研究进度安排1.前期准备阶段（1个月）：收集和阅读相关文献，熟悉直喷柴油机进排气门流动原理、数值模拟方法和试验技术。

2.模型建立和数值模拟阶段（2个月）：建立直喷柴油机进排气门流动的数值模型，开展计算流体动力学仿真研究，并分析数值模拟结果。

3.试验测试和数据分析阶段（2个月）：通过试验台架，对柴油机进排气门开度和发动机性能进行测试和评估，分析试验数据，验证数值模拟和计算结果的准确性和可靠性。

4.结果分析和论文撰写阶段（2个月）：分析试验和计算结果，揭示化油机进排气门流动特性对发动机性能的影响机理，撰写论文和准备答辩。

收稿日期：２０１７－１１－０１作者简介：顾灿松，博士研究生，高级工程师，研究方向为汽车振动噪声测试㊂Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｇｕｃａｎｓｏｎｇ＠１６３ ｃｏｍ㊂ＤＯＩ：１０ １９４６６／ｊ ｃｎｋｉ １６７４－１９８６ ２０１８ ０３ ０１２某轿车排气系统模态分析及动态特性评价顾灿松，董俊红，陈智伟（中国汽车技术研究中心，天津３００３００）摘要：为评价某轿车排气系统的动态特性，根据排气系统实物建立其三维实体模型，利用有限元分析软件对它进行约束模态分析，得到其前５阶模态参数，发现前两阶模态能很好地避开发动机激励，但是后３阶模态固有频率对应的发动机转速为常用发动机转速，容易产生共振㊂关键词：排气系统；模态分析；振动；固有频率中图分类号：ＴＨ１１３ １㊀文献标志码：Ａ㊀文章编号：１６７４－１９８６（２０１８）０３－０５２－０３ＭｏｄａｌＡｎａｌｙｓｉｓａｎｄＤｙｎａｍｉｃＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓＥｖａｌｕａｔｉｏｎｆｏｒａＶｅｈｉｃｌｅＥｘｈａｕｓｔＳｙｓｔｅｍＧＵＣａｎｓｏｎｇ，ＤＯＮＧＪｕｎｈｏｎｇ，ＣＨＥＮＺｈｉｗｅｉ（ＣｈｉｎａＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ＆ＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒ，Ｔｉａｎｊｉｎ３００３００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｅｖａｌｕａｔｅｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆａｃａｒｅｘｈａｕｓｔｓｙｓｔｅｍ，ａｔｈｒｅｅ⁃ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｓｏｌｉｄｍｏｄｅｌｗａｓｂｕｉｌｔａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｒｅａｌｅｘｈａｕｓｔｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓｓｏｆｔｗａｒｅｗａｓｕｓｅｄｔｏａｎａｌｙｚｅｔｈｅｃｏｎｓｔｒａｉｎｅｄｍｏｄａｌ．Ｔｈｅｍｏｄａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｔｈｅｆｉｒｓｔｆｉｖｅｏｒｄｅｒｓｗｅｒｅｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｉｔｉｓｆｏｕｎｄｔｈａｔｔｈｅｆｉｒｓｔｔｗｏｏｒｄｅｒｍｏｄｅｓｃａｎｗｅｌｌａｖｏｉｄｔｈｅｅｎｇｉｎｅｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ；ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅｌａｔｔｅｒｔｈｒｅｅｍｏｄａｌｎａｔｕｒａｌｆｒｅｑｕｅｎｃｉｅｓｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｔｏｃｏｍｍｏｎｅｎｇｉｎｅｓｐｅｅｄ，ｒｅｓｏｎａｎｃｅｗｉｌｌｂｅｈａｐｐｅｎｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＥｘｈａｕｓｔＳｙｓｔｅｍ；Ｍｏｄａｌａｎａｌｙｓｉｓ；Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ；Ｎａｔｕｒａｌｆｒｅｑｕｅｎｃｙ０㊀引言汽车排气系统具有排除发动机燃烧产生的废气以及减少排气噪声的作用㊂汽车排气系统所受的激励主要为发动机运行激励以及路面不平度激励㊂在设计排气系统时不仅需要进行静态受力的分析和计算，还要进行动态特性分析和评价㊂越来越多的研究人员对汽车排气系统进行了动态特性分析和评价㊂２０１２年卞信涛利用Ａｌｔａｉｒ／ＨｙｐｅｒＭｅｓｈ软件建立了某排气系统的有限元模型，分析了吊耳位置对该排气系统动态特性的影响［１］㊂陆宏伟等利用有限元分析软件分析了某柴油机汽车排气系统的动态特性，找出了其动态特性设计中的薄弱环节［２］㊂２０１３年黄华等人利用ＧＴ⁃Ｐｏｗｅｒ软件建立了某轿车排气系统的有限元模型，针对排气的气流特性研究其动态特性［３］㊂２０１４年朱峰等人利用ＨｙｐｅｒＭｅｓｈ和Ｗｏｒｋｂｅｎｃｈ软件计算得到了某轿车排气系统的固有频率和振型，为排气系统的动态特性设计提供了依据［４］㊂雷刚等人利用实验和计算相结合的方法分析了某轿车排气系统的各阶模态，优化了该排气系统的吊耳位置［５］㊂刘志恩等分析了某轿车排气系统在冷热情况下的模态，研究了螺栓预紧力等对其模态参数的影响［６］㊂２０１５年，唐庆伟等从能量耦合的角度对汽车排气系统进行了模态分析，得到了固有频率和耦合能量的分布图，为排气系统动态特性设计提供了参考［７］㊂２０１６年，慈龙尚等在考虑动态特性的情况下对某重型卡车的排气系统进行了分析和设计［８］㊂战申等人利用计算和分析相结合的方法进行了某轿车排气系统的动态特性优化［９］㊂作者针对某轿车排气系统，利用三维建模软件建立了实体模型，并利用有限元分析软件分析了其前５阶约束模态，根据计算所得的模态参数对该排气系统进行了动态特性评价㊂１㊀排气系统模型的建立所研究的排气系统实物如图１所示㊂该排气系统主要有两级消声器，主消声器和副消声器，其内部有管片交错的消音装置㊂另外有起到连接作用的１㊁２㊁３号管，和三元催化转化器出口相连的连接法兰，连接副消声器和２号管的连接件，补偿排气系统相对跳动的波纹管㊂排气系统在汽车上装配时连接法兰和三元催化转化器相连接为固定约束，２号管图示位置通过吊耳和弹性元件连接为弹性约束，副消声器和３号管图示位置通过吊耳和弹性元件连接为弹性约束㊂排气系统结构较为复杂，如果直接用有限元软件进行建模较为困难且容易导致建立的模型不够准确㊂作者利用三维建模软件ＣＡＴＩＡ进行建模㊂因排气系统主消声器㊁副消声器的翻边工艺对动态特性分析影响较小，在建模时将其忽略，在建模时采用单个零部件单独建模后进行装配的方式进行㊂所建立的排气系统实体模型如图２所示㊂图１㊀排气系统实物及约束情况图２㊀排气系统实体模型２　排气系统模态分析及评价２ １㊀排气系统模态分析将用ＣＡＴＩＡ软件建立的排气系统实体模型保存为ｓｔｐ格式后导入ＡＮＳＹＳ有限元分析软件，采用ＡＮＳＹＳ软件的窗口界面模式Ｗｏｒｋｂｅｎｃｈ中的模态分析模块㊂将几何模型导入后需要先对其进行网格划分，文中采用自动划分网格的方式进行划分㊂网格划分一共得到５００３４个节点㊁３２３３４个单元㊂划分网格后需要设置计算所需要的物理参数㊂所研究的排气管结构物理参数如表１所示㊂按照排气系统在汽车上的装配关系设置固定约束和弹性约束如图１所示㊂表１㊀排气材料物理参数弹性模量／ＧＰａ２１０密度／（ｋｇ㊃ｍ－３）７８００泊松比０ ３设置计算的固有频率最大值为８０Ｈｚ，在频率范围８０Ｈｚ以内一共可得到５阶模态，前５阶模态的各阶固有频率值如表２所示，各阶振型图如图３ ７所示㊂表２㊀各阶固有频率模态阶数固有频率值／Ｈｚ１１４ ５６２１７ ６７３２５ ２６４５０ ４０５６８ ９８图３为该排气系统的第１阶模态振型，可以看出：此时排气系统１号管㊁主消声器基本不变形，副消声器和２号管绕Ｚ轴摆动㊂图３㊀第１阶模态振型图４为计算所得排气系统第２阶模态振型，此时主消声器以及３号管㊁波纹管位置变化均不明显，副消声器和２号管变形较大，此阶模态主要为副消声器和２号管沿着Ｙ轴的摆动㊂图４㊀第２阶模态振型图５为计算所得排气系统第３阶模态振型㊂可以看出：此时主消声器以及３号管变化不明显，１号管和２号管变动较大，此时整体看为整个消声器沿着Ｘ轴的扭转运动㊂图５㊀第３阶模态振型图６为计算所得排气系统第４阶模态振型㊂可以看出：此时副消声器变化不明显，整体模态振型为２号管沿着Ｚ轴的一阶弯曲运动，１号管和波纹管有绕Ｘ轴转动的趋势㊂图６㊀第４阶模态振型图７为计算所得排气系统第５阶模态振型㊂可以看出：此时主消声器和副消声器变化均不明显，１号管有一阶弯曲的趋势，２号管有沿Ｙ轴上下摆动的趋势㊂图７㊀第５阶模态振型２ ２㊀排气系统动态特性评价文中所研究的排气系统为直接四缸四冲程发动机㊂该发动机的激励频率可用下式表示：ｆ＝ｉｎ３０τ（１）其中：ｉ为汽缸数；τ为冲程数；ｆ为发动机的激励频率㊂根据此公式可计算各共振频率下发动机转速如表３所示㊂表３㊀固有频率对应的发动机转速阶数固有频率值／Ｈｚ发动机转速／（ｒ㊃ｍｉｎ－１）１１４．５６４３６．８２１７．６７５３０．１３２５．２６８４７．８４５０．４０１５１２５６８．９８２０６９．４因该车型发动机的怠速转速为８００ｒ／ｍｉｎ，和该排气系统的前两阶模态固有频率相差较远，不会发生共振，但是第３㊁４㊁５阶模态固有频率对应的发动机转速和该发动机怠速转速以及常用转速相近，所以有可能发生共振现象，可通过改变排气系统结构或者改善悬置点的位置进行优化㊂３㊀总结利用ＣＡＴＩＡ软件建立了某轿车排气系统三维模型，结合排气系统和车辆装配关系以及排气系统的材料属性，利用ＡＮＳＹＳＷｏｒｋｂｅｎｃｈ对该排气系统进行了约束模态分析，得到了该排气系统前５阶模态，并且根据测试的参数对排气系统进行了动态特性评价㊂参考文献：［１］卞信涛．排气系统模态及振动响应分析［Ｊ］．机电技术，２０１２，３５（１）：１１０－１１２．［２］陆宏伟，季振林，孟瑞雪．柴油机排气系统振动特性数值仿真与分析［Ｊ］．噪声与振动控制，２０１２，３２（３）：４１－４４．ＬＵＨＷ，ＪＩＺＬ，ＭＥＮＧＲＸ．ＮｕｍｅｒｉｃａｌＳｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＶｉｂｒａｔｉｏｎＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｆｏｒＤｉｅｓｅｌＥｎｇｉｎｅＥｘｈａｕｓｔＳｙｓｔｅｍ［Ｊ］．ＮｏｉｓｅａｎｄＶｉｂｒａｔｉｏｎＣｏｎｔｒｏｌ，２０１２，３２（３）：４１－４４．［３］黄华，倪计民，沈振华．基于流动过程的车用排气系统优化与评价［Ｊ］．汽车工程学报，２０１３，３（２）：１１９－１２４．ＨＵＡＮＧＨ，ＮＩＪＭ，ＳＨＥＮＺＨ．ＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎａｎｄＥｖａｌｕａｔｉｏｎｏｎＥｘｈａｕｓｔＳｙｓｔｅｍＢａｓｅｄｏｎＦｌｏｗＰｒｏｃｅｓｓ［Ｊ］．ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１３，３（２）：１１９－１２４．［４］朱峰，李书晓．基于Ｈｙｐｅｒｍｅｓｈ和Ｗｏｒｋｂｅｎｃｈ的排气系统模态分析［Ｊ］．机械工程与自动化，２０１４（１）：６２－６４．ＺＨＵＦ，ＬＩＳＸ．ＭｏｄａｌＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＶｅｈｉｃｌｅＥｘｈａｕｓｔＳｙｓｔｅｍｂｙＨｙｐｅｒｍｅｓｈａｎｄＷｏｒｋｂｅｎｃｈ［Ｊ］．ＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ＆Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ，２０１４（１）：６２－６４．［５］雷刚，胡鹏，刘圣坤．汽车排气系统模态分析及挂钩位置优化［Ｊ］．内燃机工程，２０１４，３５（２）：１０２－１０６．ＬＥＩＧ，ＨＵＰ，ＬＩＵＳＫ．ＭｏｄａｌＡｎａｌｙｓｉｓａｎｄＨｏｏｋＬｏｃａｔｉｏｎＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆＰａｓｓｅｎｇｅｒＣａｒＥｘｈａｕｓｔＳｙｓｔｅｍ［Ｊ］．ＣｈｉｎｅｓｅＩｎｔｅｒｎａｌＣｏｍｂｕｓｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１４，３５（２）：１０２－１０６．［６］刘志恩，胡雅倩，颜伏伍，等．发动机排气歧管热模态分析及试验研究［Ｊ］．汽车工程，２０１５（３）：３５９－３６５．ＬＩＵＺＥ，ＨＵＹＱ，ＹＡＮＦＷ，ｅｔａｌ．ＴｈｅｒｍａｌＭｏｄａｌＡｎａｌｙｓｉｓａｎｄＭｏｄａｌＴｅｓｔｓｏｆＥｎｇｉｎｅＥｘｈａｕｓｔＭａｎｉｆｏｌｄ［Ｊ］．ＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１５（３）：３５９－３６５．［７］唐庆伟，高文杰，郭志强，等．汽车排气系统模态与能量耦合分析［Ｊ］．农业装备与车辆工程，２０１５，５３（４）：１１－１３．ＴＡＮＧＱＷ，ＧＡＯＷＪ，ＧＵＯＺＱ，ｅｔａｌ．ＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＡｕｔｏｍｏｂｉｌｅＥｘｈａｕｓｔＳｙｓｔｅｍＭｏｄａｌａｎｄＥｎｅｒｇｙＣｏｕｐｌｉｎｇ［Ｊ］．ＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＥｑｕｉｐｍｅｎｔ＆ＶｅｈｉｃｌｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１５，５３（４）：１１－１３．［８］慈龙尚，陈刚，张辉．某款８ˑ４重卡载货车排气系统的设计与分析［Ｊ］．汽车零部件，２０１６（１０）：３２－３６．ＣＩＬＳ，ＣＨＥＮＧ，ＺＨＡＮＧＨ．ＤｅｓｉｇｎａｎｄＡｎａｌｙｓｉｓｏｆａ８ˑ４ＨｅａｖｙＴｒｕｃｋＥｘｈａｕｓｔＳｙｓｔｅｍ［Ｊ］．ＡｕｔｏｍｏｂｉｌｅＰａｒｔｓ，２０１６（１０）：３２－３６．［９］战申，宋晓琳，杨迪新，等．汽车排气系统振动分析与优化［Ｊ］．机械设计，２０１６（１）：１６－２０．ＺＨＡＮＳ，ＳＯＮＧＸＬ，ＹＡＮＧＤＸ，ｅｔａｌ．ＡｎａｌｙｓｉｓａｎｄＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅＥｘｈａｕｓｔＳｙｓｔｅｍＶｉｂｒａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭａｃｈｉｎｅＤｅｓｉｇｎ，２０１６（１）：１６－２０．。

既要通过参数优化改进模型-又要防止对参数优化过度拟合（共5篇）第一篇：既要通过参数优化改进模型-又要防止对参数优化过度拟合既要通过参数优化改进模型，又要防止对参数优化过度拟合A 参数高原与参数孤岛参数优化中一个重要的原则就是要争取参数高原而不是参数孤岛。

所谓参数高原，是指存在着一个较宽的参数范围，模型在这个参数范围内都能取得较好的效果，一般会以高原的中心形成近似正态分布状。

而所谓参数孤岛，是指只有在参数值处于某个很小的范围内时，模型才有较好表现，而当参数偏离该值时，模型的表现便会显著变差。

假设某交易模型内有两个参数，分别为参数1和参数2，当对两个参数进行遍历测试后，得到一张三维的绩效图。

好的参数分布应当是参数高原示意图，即使当参数的设置有所偏移，模型的获利绩效依然能够得到保证。

这样的参数因稳定性强，可以使得模型在未来实战中遇到各类行情时，具有较强的因应能力。

但如果遍历参数后的绩效结果如参数孤岛示意图，当参数发生小的偏移时，模型的获利绩效就发生较大变动，那么这样的参数因适应性能差，往往难以应对实际交易中变化多端的市场环境。

一般来说，如果附近参数系统的性能远差于最优参数的性能，那么这个最优参数有可能是一个过度拟和的结果，在数学上可以认为是奇点解，而不是所要寻找的极大值解。

从数学角度来说，奇点是不稳定的，在未来的不确定行情中，一旦市场特征发生变化，最优参数可能会变为最差参数。

过度拟合与选取的样本有关系，如果选取的样本不能代表市场总体特征，只是为了使测试结果达到正的期望值而去调整参数，这种做法无疑是自欺欺人，所得到的参数值是过度拟合的无效参数值。

例如，通过分析参数过度拟合，交易模型分别在数值35和63出现了收益率突增现象，如果模型中的相应指标选用35和63做参数，则模型的收益看上去很完美，但实际上却是典型的参数孤岛效应。

过度拟合与参数优化的主要矛盾在于，模型参数优化得到的最优参数只是建立在已经发生过的历史数据样本上，而未来的行情是动态变化的，与历史行情相比既有相似性，也有变异性。

FRONTIER DISCUSSION | 前沿探讨1　引言柴油车在为城市货运和客运提供便利的同时，也逐渐变成了城市空气污染的主要原因之一[1]。

柴油车排放的尾气颗粒物（PM）对人体健康和环境空气质量有直接影响，其粒径大小关乎其对呼吸系统和心脑血管疾病发病率的影响程度。

同时，排放的气态污染物，如挥发性有机物和氮氧化物（NOx）会在空气中进行光化学反应，生成二次有机气溶胶，降低大气能见度，恶化空气质量。

特别是NOx，除了能形成酸雨，还是臭氧（O3）的前体物[2]。

随车辆行驶里程和车龄的增加，柴油车的尾气污染物排放会逐渐增多。

为了应对这一问题，我国一些空气污染较为严重的地区已开始对在用柴油货车进行尾气后处理改造和淘汰。

安装了柴油机氧化催化器（DieselOxidation Catalyst，DOC）、柴油机颗粒过滤器（Diesel Particulate Filter，DPF）和选择性催化还原器（SelecyiveCatalytic Reduction，SCR）的重型柴油车/发动机，其尾气污染物排放有明显降低[3]。

特别是安装了DOC+DPF的柴油车，能有效减少一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC）和PM的排放；而安装了DOC+DPF+SCR的柴油发动机，能显著降低PM和NOx的排放。

虽然对排放较高的国III在用柴油车和国IV在用柴油车进行尾气后处理改造升级，都可以显著降低尾气污染物排放，但这个过程也存在一些难题。

首先，由于在用车的发动机已经有一定的劣化，尾气污染物排放差异性大，如果盲目加装尾气后柴油车尾气排放特征与后处理技术研究现状党瑾希　肖宇　牛元　白伟超中机科（北京）车辆检测工程研究院有限公司　北京市　102100摘 要：柴油车已经成为大气颗粒物（PM）和氮氧化物（NOx）主要的排放源之一。

为了提高环境空气质量并降低柴油车的污染物排放，可以通过安装尾气后处理装置来减少PM和NOx的排放。

如何使后处理技术与车辆降低PM和NOx排放的需求相匹配，以实现稳定的减排效果，是一个值得进一步研究的问题。

燃用生物柴油的柴油乘用车颗粒物排放特性柴油乘用车是一种经济实用且性能可靠的交通工具，但是其颗粒物排放也是一个在环保领域备受关注的问题。

为了减少柴油乘用车的颗粒物排放，越来越多的人开始采用生物柴油来替代传统的石油柴油。

那么，燃用生物柴油的柴油乘用车颗粒物排放特性究竟是怎样的呢？生物柴油是从不同来源的植物油、动物脂肪以及废油等生物质原料中提炼而来的燃料，其与石油柴油相比，具有更好的环保性能和较低的温室气体排放。

因此，生物柴油被广泛应用于柴油乘用车的动力系统中，以减少车辆的污染排放。

关于生物柴油的颗粒物排放特性，国内外的研究表明，与传统石油柴油相比，生物柴油燃烧产生的颗粒物数量较少，粒径也较小。

这是因为生物柴油中的氧含量较高，燃烧时形成的废气中氧气充足，有助于燃烧完全，减少了未燃烧物质的排放，同时也使颗粒物的粒径变小。

另外，生物柴油具有较低的硫含量，硫是造成石油柴油排放污染的主要因素之一。

在生物柴油的燃烧过程中，硫化物的排放量显著减少，从而降低了对环境的影响。

但是，燃用生物柴油的柴油乘用车颗粒物排放特性仍然存在一些需要进一步研究的问题。

例如，生物柴油在不同的燃烧条件下所形成的颗粒物成分和化学物质组成与石油柴油有何差异，需要相关的环保机构和科研人员们进一步研究。

此外，生物柴油燃烧过程中产生的氮氧化物排放量相对较高，也需要进行深入研究。

综上所述，燃用生物柴油的柴油乘用车颗粒物排放特性相对于传统的石油柴油来说，具有更好的环保性能和更少的颗粒物排放，其未来在环保领域的应用前景广阔。

但是，对于这一新型燃料的研究还需要不断深入，以更好地推广其在实际应用中的性能。

此外，生物柴油的制备技术也在不断地改善和更新。

近年来，越来越多的科学家开始寻找更加高效和环保的方法来制备生物柴油。

其中，生物质催化裂解技术就被认为是一种既高效又环保的生物柴油制备技术。

生物质催化裂解技术是利用催化剂将生物质原料中的大分子化合物裂解成较小的燃料分子，进一步提高了生物柴油的产油率和燃料质量。

柴油轿车冷起动颗粒排放特性的试验研究楼狄明;姜耀;谭丕强;胡志远【摘要】使用排气颗粒数量与粒径分析仪对一辆帕萨特柴油轿车进行了冷起动和热起动对比试验,研究其起动过程的颗粒排放特性.结果表明,柴油轿车冷起动颗粒排放数量浓度与热起动相比显著增加,其中,聚集态颗粒数量浓度增加明显,而核模态颗粒数量浓度差别不大；冷起动排放颗粒表面积浓度、体积浓度和质量浓度显著高于热起动；冷起动过程燃油消耗量也比热起动成倍增加.因此,冷起动不但造成颗粒排放恶化,且严重影响柴油轿车的燃油经济性.%By using an engine exhaust particle sizer, the cold start and hot start tests on a Passat diesel car are conducted to study its particle emission characteristics during starting. The results show that the total particle number concentration in cold start is significantly higher than that in hot start, in which the number concentration of accumulation mode particles increases markedly whereas there is little difference in the number concentration of nu-cleation mode particles in cold start and hot start. The particle concentrations in surface area, volume and mass in cold start is much higher than that in hot start. The fuel consumption in cold start is also doubled compared with that in hot start. Thus cold start not only results in the deterioration of particle emission but also seriously affects the fuel economy of a diesel car.【期刊名称】《汽车工程》【年(卷),期】2012(034)005【总页数】5页(P439-443)【关键词】柴油轿车;冷起动;颗粒排放;油耗【作者】楼狄明;姜耀;谭丕强;胡志远【作者单位】同济大学汽车学院,上海201804;同济大学汽车学院,上海201804;同济大学汽车学院,上海201804;同济大学汽车学院,上海201804【正文语种】中文前言柴油机具有燃油经济性好、可靠性高的优点［1］，其高速化与轻型化的实现使柴油机在轿车中得到广泛使用。