基于双层改进无迹卡尔曼的曲轴信号修正算法

对发动机曲轴信号的精确识别是控制发动机喷油时刻及相位识别的重要方法,在发动机实际工作状态中,曲轴干扰信号会降低发动机相位识别及喷油时刻的准确性.提出了针对发动机曲轴信号的双层改进无迹卡尔曼滤波DLIUKF(Double Layer Improve Unscented Kalman Filter)修正算法,低层利用采样策略逼近非线性分布的方法对曲轴转角和曲轴齿下降沿脉宽进行预测,后通过高层无迹卡尔曼滤波算法对曲轴平均转速进行最优化估计,该方法用于对发动机曲轴原始信号的干扰信号去除及提高曲轴齿计数值的准确性.结果表明,在仿真实验中,双层改进无迹卡尔曼滤波(DLIUKF)修正算法相较原始信号故障率下降17.8％,抗干扰信号能力较强,与EKF(Extended Kalman Filtering)拓展卡尔曼滤波相比逻辑判断时间下降了1.31 s.通过台架实验证明双层改进无迹卡尔曼滤波(DLIUKF)修正算法能有效消除发动机曲轴干扰信号,其优越的抗干扰能力,提高了发动机运行稳定性.     

基于LabVIEW的内燃机缸压采集与分析系统开发与实验验证

为了能通过分析气缸压力来研究内燃机的燃烧状况,基于LabVIEW开发了一套内燃机缸压数据采集和分析软件．采集软件实现LabVIEW和采集卡之间的通讯,获取缸压和曲轴转角信号．分析软件采用倒拖法确定上止点,基于缸压和曲轴转角信号分析燃烧过程,得到示功图和放热率曲线．利用开发的软件采集了HCCI发动机的气缸压力和曲轴转角信号,并进行了燃烧分析．结果表明该软件能满足燃烧分析功能的基本要求．     

进气道结构对汽油转子发动机燃烧过程的影响

为了研究进气道结构对于转子发动机性能的影响,基于CONVERGE,构建了适合汽油转子发动机工作过程的数值模拟计算模型,并与试验结果进行验证.通过对比端面进气、周边进气和复合进气结构下转子发动机的缸内流场、火焰传播及排放物形成过程,研究了进气道结构对转子发动机燃烧过程的影响.结果表明:不同进气道结构导致缸内流场差异明显;在上止点附近,周边进气的混合气流速比端面和复合进气分别快16. 41%和6. 57%; 3种进气道结构下,周边进气火焰传播最快,燃烧速率最高;与端面进气相比,复合进气的峰值缸压提升6. 05%,所对应的曲轴转角提前4. 95°;在排气门开启时刻,端面进气方式下NO_x排放最低,复合进气的CO排放比端面进气降低1. 03%.     

GDI发动机活塞的停止过程特性

基于发动机动力学理论,建立发动机停止过程中活塞的动力学模型,推导出停油熄火后缸内气体力矩以及曲轴输出力矩的计算公式.以三菱公司的4G15GDI发动机为例进行了仿真计算和台架实验,详细分析了发动机停止过程的缸内气体力矩和曲轴输出力矩特性、曲轴速度特性及活塞停止位置概率分布.仿真和实验结果显示:停机过程的缸内气体力矩和曲轴输出力矩变化过程是周期衰减过程,经过1.28 s转速由2000 r/s降至0 r/s.活塞自由停止位置约90%分布在上止点前60°~80°CA.     

基于小波分形技术的发动机曲轴轴承故障特征分析

为提取柴油发动机曲轴轴承振动信号的故障特征,采用小波分形技术,对发动机加速振动信号进行分解和各层低频带信号重构,计算并比较了各重构信号的分形维数.结果表明,曲轴轴承磨损故障最佳诊断部位为缸体与油底接合处右侧及缸体正下方油底壳处;最佳转速为1800r/min、2100r/min;小波分解后特定层的时域重构信号的分形维数,能够敏感反应柴油机曲轴轴承的技术状态,有效提取曲轴轴承的故障特征.     

醇醚双燃料均质压缩燃烧过程分析

建立了甲醇/二甲醚HCCI发动机燃烧与排放的多维数学模型。模型考虑了进排气道及燃烧室内部不对称结构。利用CFD软件FLUENT耦合双燃料简化动力学模型,对二甲醚/甲醇发动机的HCCI燃烧过程进行了模拟计算。结果表明,多维模型能够较好地预测缸内压力、温度、物质浓度随曲轴转角的变化过程和着火时刻。双燃料HCCI燃烧过程中有2个高温核心,分别是气缸左下底部和右上方边缘地带的两个区域,低温反应最早从这2个部位开始向缸内其他部位延伸。缸内平均温度达到900 K左右开始低温反应,1100 K左右开始高温反应。     

基于 ECT 模块的发动机曲轴转角定位技术研究

针对发动机曲轴转角定位失准问题,分析了脉宽测量和边沿延时失准现象,提出了避免发动机曲轴转角定位失准的方法。首先,基于ECT模块输入捕捉功能分析脉宽测量原理,运用输入捕捉值判断法和主定时器停止法避免脉宽测量不准确现象。其次,基于ECT模块输出比较功能分析边沿延时原理,运用输出比较值判断法避免边沿延时失准现象。最后,在模拟发动机平台上对目标ECU时序驱动进行测试试验,试验结果表明,目标ECU时序驱动能够实现精确的曲轴转角定位。     

电网高压隔离开关机械故障诊断

电网高压隔离开关经常发生轴承卡涩、动作不到位等机械故障,导致故障信号特征值不准确、诊断效果不佳等问题的产生,对此提出一种新的电网高压隔离开关机械故障诊断方法.根据机械发生故障时的振动信号特征值,绘制力矩-转角检测曲线,通过与正常运行状态下的曲线变化相对比,实现对机械故障的准确诊断.实验结果证明,所设计方法的机械故障诊断结果与实际一致,说明该方法可以有效检测电网高压隔离开关机械故障,诊断效果较好.     

基于OBD失火故障模拟及诊断技术的研究

针对大多数车辆上使用的点火系统,提出了一种新型失火故障模拟方式,并设计出了一套方便、实用和可靠的电子可控失火故障模拟装置.基于曲轴瞬时转速波动,提出了相应的失火在线诊断算法.通过失火故障模拟装置模拟发动机失火,分析了发动机曲轴转速的波动情况.实验结果表明,失火故障模拟装置运行可靠,通过对发动机瞬时转速波动的诊断能够有效地检测失火故障.     

小波与BP网络在发动机配气系统故障诊断中的应用研究

对柴油机表面振动加速度信号进行检测,经时频分析、小波分析提取信号的特征量,并将其作为BP神经网络的输入端,用神经网络方法对故障信号的冲击类型进行分类和诊断.分析表明,发动机多故障的冲击为进气门异常状态、排气门异常状态和爆燃冲击状态,这与实测的发动机运行状态完全一致.由此证实基于小波和神经网络相结合的分析方法能准确地识别发动机多故障状态的冲击类型,准确区分正常状态、故障状态及故障类型.     

天然气发动机点火提前角的优化

为提高天然气发动机的动力性和燃料经济性,对天然气发动机的点火提前角进行了优化研究.利用GTPower软件搭建了天然气发动机的仿真模型,通过理论分析与数值模拟相结合的方法,分析了点火提前角对天然气发动机缸内燃烧压力和燃烧温度、压力升高率、燃烧放热率、转矩及燃气消耗率的影响.在此基础上,利用DOE(design of experiments)模块,针对增压天然气发动机节气门全开、空燃比为22~25的工况,以转速和点火提前角为独立变量、以输出转矩为相关变量、以缸内燃烧压力峰值出现的位置及压力升高率限值为约束条件,进行了点火提前角的优化计算,得到了最佳点火提前角的三维MAP图.     

汽车发动机废气分析仪使用误区的探讨

根据汽车废气分析仪在汽车发动机排放废气检测中存在的误区,依照汽车尾气排放法规和测量标准提出了正确的检测方法,对发动机工作状况及其性能判定提供了可靠数据。同时,发掘延伸汽车废气分析仪的使用功能、协助检测汽车故障,判断汽车故障部位,准确及时排除汽车发动机故障现象。     

基于卡尔曼滤波器的涡轴发动机气路部件性能估计

以某型涡轴发动机为研究对象,提出了基于卡尔曼滤波器的方法进行发动机气路部件性能诊断。结合发动机实际运行情况,讨论了参数的合理选择以及非线性模型线性化程度对卡尔曼滤波结果的影响,考虑到非线性模型与真实发动机之间存在的建模误差会导致卡尔曼滤波器诊断失效,本文采用加入神经网络模块来补偿建模误差的方法,使模型能够真实反映发动机工作状况。实验表明,此方法可以提高故障诊断系统的置信度。     

基于IFA-XGBoost的燃气轮机故障诊断

涡轮叶片是燃气轮机中工作环境最恶劣的部件,叶片状态的实时监测与诊断至关重要。针对XGBoost(eXtreme gradient boosting)易受其超参数的影响,提出了一种改进萤火虫算法(IFA)优化XGBoost的故障诊断方法。将种群多样性的位置更新策略和动态步长更新措施引入萤火虫算法(FA)中,解决其收敛速度慢、易陷入局部最优等问题,使其能够更好地确定模型参数。实验结果表明,与未优化的XGBoost模型和FA-XGBoost模型相比,建立的IFA-XGBoost模型具有很好的识别效果,准确率达到96.87%,能更好地应用于叶片故障诊断。     

天然气喷气压力和喷气相位对天然气/柴油双燃料发动机性能的影响

采用电控喷气技术实现天然气 /柴油双燃料发动机的天然气供气方式 ,可使发动机具有良好的动力性、经济性及排放特性。而天然气的喷气压力和喷气相位对发动机的动力性、经济性及排放性能有着较大的影响 ,本文对此进行了研究。     

柴油机废气烟色异常的分析

技术状况良好的柴油机排出的废气应是无色透明的,当废气烟色呈现黑色、蓝色或白色时,说明柴油机技术状况正在恶化。本详细分析了引起废气烟色异常的各种原因,提供了柴油机早期故障诊断的依据。     

基于6134柴油机的天然气发动机凸轮型线设计

通过Matlab软件建立了基于6134柴油机改装为火花点火式天然气发动机的整机模型,宏观上描述整个发动机的热力学过程,并通过台架试验验证了该模型的可靠性。在此基础上,研究了配气机构对该天然气发动机性能的影响。应用建立的模型对发动机的配气相位与凸轮型线进行了优化设计,通过台架试验验证达到了设计要求,提高了发动机的充气效率,降低了发动机的排温。     

双燃料发动机天然气喷射控制系统及其性能

介绍了天然气 /柴油双燃料发动机的压缩天然气 (CNG)电控喷气系统的喷气方式、控制形式、控制系统构架等。试验表明 ,电控喷气可以明显改善双燃料发动机的燃料经济性 ,提高发动机的热效率 ,改善双燃料发动机的排放性能。合理选择喷射压力和喷射相位可以有效地提高燃烧速度和燃烧稳定性。     

垃圾填埋气内燃机开发的有关问题

分析了垃圾填埋气中CO2成分对垃圾填埋气内燃机有关参数的影响情况,以2190T天然气发动机为基础,采用提高压缩比、预燃室式燃烧室、进气增压等技术措施,初步开发出2190垃圾填埋气内燃机. 试验结果表明:采用以上技术措施,可有效地改善和提高垃圾填埋气内燃机的性能指标.     

基于RS-RBF的燃气轮机控制系统传感器故障诊断研究

燃气轮机控制系统在电厂安全运行中起到重要作用,而传感器作为控制系统中的测量信号装置,其安全性至关重要,因此开展对燃气轮机控制系统传感器的故障诊断研究具有重要意义。在传感器故障诊断中需要从故障信息中提取出有效的诊断规则。为了解决这一问题提出了一种改进离散化方法对数据进行预处理,结合粗糙集(RS)和径向基(RBF)神经网络对传感器进行故障诊断研究。实验结果表明,该方法减少了燃气轮机控制系统传感器故障类型的误判率。