POT模型的CMICE时域负荷再现方法，对汽车内燃机的有毒排放能力有何影响？
前言：
如今，工程机械行业对内燃机的可靠性要求逐渐提高。内燃机的可靠性研究涉及两个方面:整机的可靠性和零部件的可靠性。关于整机可靠性评估，主流研究内容包括对内燃机健康状态的监测和整机载荷谱的编制。
零部件的可靠性研究主要集中在曲轴、连杆、活塞、气缸盖等关键零部件上。主要采用关键部位的有限元分析和基于S-N曲线的构件疲劳寿命评估。
此外，可靠地维持内燃机有毒排放的能力也是其可靠性研究的一个非常重要的方面，尤其是内燃机在高海拔、寒冷和高温等恶劣环境下工作时。
就整机而言，有高原地区内燃机可靠性试验、评估和优化的研究。在pars方面，研究了同时考虑热边界条件和机械载荷的缸套和缸盖的可靠性评估和预测，也有在高温、高压、重载等恶劣条件下对缸套、活塞环等关键部件进行状态监测的研究。无论是整机的可靠性，还是零部件的可靠性，都需要内燃机负荷的研究。再现内燃机的工作载荷是进行台架试验或疲劳模拟计算的必要步骤。在编制载荷谱的过程中，合理的载荷再现是非常重要的。
常见的负荷重现方法包括雨流矩阵外推法、参数法外推法、里程和分位数外推法以及适时域外外推法。
再现时域载荷时，经常会再现极端载荷。常用的极端外推模型包括POT模型，块最大值法，独立风暴的方法，以此类推。其中，POT模型因其对数据量要求低、对数据特征反映大而受到广泛关注。
在基于POT模型的负荷重现研究中，阈值的选取是一个非常重要的问题。阈值的选取可以基于经验平均超额函数，但在观察经验平均超额函数散点图的过程中，很大程度上容易受到主观性的影响。
阈值选择的合理性可以用极限载荷所服从的广义帕累托分布形状参数的平方误差来评价。提出了一种基于固有波高特征外推的阈值自动选取方法，简化了阈值选取过程，减少了选取过程中的主观性。
为了提高阈值选择的可信度，提出了基于bootstrapping技术和多准则决策技术的阈值自动选择方法。
通过改进传统的均值超额函数，提出了POT模型阈值的选取方法，保证了拟合精度，避免了主观因素带来的误差。
目前大多数研究倾向于更关注极限载荷，而在随机载荷作用下，中间载荷对疲劳寿命有不可忽视的影响，这对于重现低强度载荷也具有工程意义。
存在关于阈值之间的中间负荷的重建和再现的相关工作。根据传统的POT外推法重建了上限和下限之间的负载。
由于POT外推侧重于时序信号中的极端负载而不处理上下阈值之间的中间负载，会导致测试数据缺乏多样性和随机性。
本文提出了一种新的CMICE时域负荷重现方法，在符合原始数据特征的前提下，使重现的时域负荷更加多样、随机、接近真实情况。
此外，阈值选取采用了超越均值函数图法，避免了主观判断带来的较大误差。首先，对采集的冰数据进行预处理，剔除数据中的异常值。然后，计算冰速数据的梯度值。用户条件除以相邻两个大坡度之间的平均速度范围。
基于POT模型，外推工作状态下数据的上、下极值，基于高斯混合分布再现上、下阈值之间的中间载荷。
最后统计再现前后的载荷数据，计算冰的伪损伤。通过对比上述结果，验证了所提出的时域载荷再现方法的合理性。
提出了一种基于POT模型的CMICE时域负荷再现方法。该方法为CMICE的台架试验和可靠性评估提供了参考。这项研究的主要结论总结如下:在对内燃机负载进行预处理的同时，消除了转速和转矩的异常值。
为了保证数据的稳定性，工况的划分基于两个相邻大坡度之间的平均速度数据。基于POT模型再现极限荷载，采用超越均值函数图法选择阈值。
基于混合高斯分布再现中间负荷，通过正态分布拟合实际负荷和理论分布之间的概率密度误差，并且在概率密度值的极限误差值的范围内预测中间负荷。
总结：
本文提出的载荷再现方法不仅适用于冰载荷，而且在工程机械或车辆零部件的疲劳寿命评估中，也可用于再现工作过程中的载荷。
本文提出的载荷再现方法是一种通用的时域载荷再现理论，可作为工程机械、车辆和航空航天零件载荷再现的参考。
