基于扭振波形诊断柴油机单缸熄火故障技术研究

基于峭度对脉冲激励敏感的特点,将柴油机气缸爆发压力假想为脉冲激励,提出了利用扭振峭度定性诊断柴油机单缸熄火故障的方法,还定义了扭振波形的特征参数,结合模糊和神经网络技术对熄火缸位置进行了判别。利用成熟计算程序和算例对这一方法进行了仿真,结果表明该方法有效可行,准确度高。     

柴油机气缸取样定时系统——PPD-I型锁相可编角度信号发生器

本文介绍的用高速气缸取样分析法研究柴油机燃烧过程的定时系统,能跟踪在对应作功冲程始点的电磁感应器飞轮上止点发出的信号,将两个作功冲程之间的时间间隔分成720份,然后随机取出若干信号去控制和执行一系列相关动作。该系统除用于高速气缸取样外,还可用于任意需要锁定跟踪产生信号的生产和科研领域。     

内燃机轴系扭振响应的优化设计

提出一种用于内燃机轴系扭振减振器的优化设计数学方法，并运用传递矩阵与最优化技术相结合方法对G6135柴油机轴系扭振减振器进行了优化计算。该方法能明显地改善轴系的扭振特性，可用于多种内燃机减振器的优化设计工作。     

柴油机正时齿轮系动力学特性分析

为了分析柴油机正时齿轮系的动力学特性以及对前端噪声的影响,建立正时齿轮系的多体动力学模型.分析考虑各齿轮负载及曲轴角速度波动时的齿轮扭转角位移、啮合齿对相对运动以及动态啮合力,并对比了不考虑曲轴角速度波动时的计算结果.结果表明,由曲轴扭振引起的角速度波动能够明显加大齿轮系的振动与冲击.凸轮轴齿轮扭转角位移的实验结果与计算结果较为一致.前端声强实验表明在1 000Hz以下,齿轮系动态特性对噪声影响较大,高频处由齿轮加工精度影响的传递误差引起的噪声较大.通过设计曲轴扭振减振器,可以改善齿轮系的啮合振动与冲击,相应地减小前端的辐射噪声.     

利用瑞利商原理对柴油机轴系扭振自振计算中一些规律的探讨

目前,随着柴油机向着轻型化、高速化、低噪音方面发展,柴油机轴系的扭振问题,越来越引起国内外许多学者的注意;同时,随着微型计算机的应用,许多科学工作者已将轴系的自由振动计算用多种方法编制成电路程序来进行计算,使计算效率和精度得到很大提高。     

6102Q型柴油机曲轴扭转振动的实验研究

本文介绍了用非接触式电子扭振仪测定带或不带橡胶减振器的6102Q型高速柴油机曲轴扭转振动的实验研究,给出了扭振仪的工作原理、测试方法及数据处理结果,阐明了橡胶扭振减振器对该柴油机曲轴的振扭影响。     

基于Hilbert变换的轴系扭振信号分析

扭转振动是轴系常见的振动形式之一,扭转振动将引起轴系材料的疲劳积累,最终导致轴系破损事故,所以扭振的测量非常重要.应用高精度光电编码器测取扭振信号,当扭振发生时,编码器输出的脉冲信号产生疏密变化,扭振信号对编码器输出的脉冲信号进行频率调制.用希尔伯特变换对调制信号进行解调,直观地得到了整个扭振信号的角位移与角速度波形.对调制信号进行了频谱分析,得出扭振频率与激励信号的频率相一致.研究结果为以后将轴系扭振信号用于回转系统状态监测与故障诊断提供了依据.     

提高轴系扭振信号时频转换精度的方法

为了高精度地对扭振信号进行测试和处理,针对脉冲计数式扭振信号时频转换中的误差原因,提出了对扭振信号进行等时间间隔二次采样和对扭角计算公式进行修正2种方法来提高扭振信号时频转换精度。通过在整周期和非整周期标准扭振信号的时频转换中进行对比,证明2种方法对提高扭振信号时频转换精度均是有效的,而且利用修正的扭角计算公式所得的扭角信号为等时间采样信号,免去二次采样的过程,既能够保证时频转换的精度要求,又不会影响计算速度。此外,通过研究发现平顶窗对减小扭振信号截断所带来的泄露误差效果最好,增多齿盘的齿数或使用高精度的编码器会提高扭角时频转换的精度。     

基于PCA相似系数的故障诊断方法

分析了主元分析PCA进行故障诊断的基本原理,并讨论了故障辨识的相似系数法.在对相似系数法的不足之处进行分析后,提出了一种改进的相似系数计算方法.该方法通过对主元的加权和计算方法的改进,提高了相似系数的辨识性.仿真结果说明,改进后的相似系数法优于原先的相似系数法,能够更加明显的辨识出故障的类型.     

轧钢机主传动系统扭振故障分析与监测

在测量和计算了产生轧钢机主传动系统扭振故障的轧制力矩基础上,分析了引起轧钢机主传动系统扭振的原因;设计了扭振监测、诊断和控制系统,该系统应用在钢铁企业中取得了令人满意的效果。     

基于分形理论的柴油机燃烧振动分析

通过对振动信号的分析和处理，证明柴油机燃烧振动具有分形特性。采用计算时间序列相关维的方法，对测得的振动信号进行了向量空间重构，利用Ｇ－Ｐ算法计算出了相关维数。研究发现：（１）相关维数对燃烧波形边界十分敏感，作者建立了确定边界的准则；（２）当重构向量空间的维数时，燃烧振动的相关维数趋于定值；（３）不同的燃烧状况，计算出的相关维数不同；（４）不同型号的柴油机，计算出的相关维数不同。     

燃烧室构形对内燃机缸内湍流特性的影响

内燃机缸内流动是极其复杂的三维湍流流动,其流动具有强压缩性、强旋转和各向导性的特点。模拟和分析内燃机的燃烧和排放,离不开对缸内湍流运动的正确描述和模拟。为了考察非线性三方程模型对内燃机缸内湍流特性的预测能力,用修正的非线性三方程模型对平顶活塞燃烧室内流动进行了计算,计算采用任意拉格朗日欧拉法,结果表明非线性三方程模型在定量和定性上较之k-ε模型有较大的改进,此模型适合于计算内燃机缸内湍流流动。为了考察燃烧室几何构形对内燃机缸内湍流特性的影响,用修正的非线性三方程模型对不同结构燃烧室缸内流动进行计算,给出了用非线性三方程模型计算得到的结果,结果表明内燃机燃烧室几何形状对缸内湍流特性有很大的影响。     

直喷汽油机燃料与空气混合过程的大涡模拟

为了更为详实地对内燃机缸内流场进行数值计算,通过修改发动机多维CFD计算程序KIVA 3V,建立了内燃机缸内冷态流场的大涡模拟（LES）计算模型.利用此模型对直喷汽油机燃料与空气的混合过程进行了详细分析,并与k-ε模型进行了比较.比较结果表明,在喷油过程中,与采用k-ε模型计算相比,采用LES计算时油束燃油质量分数更为均匀;喷油结束后,与采用k-ε模型计算相比,采用LES计算时缸内流场显示了更为复杂的湍流结构,除了能得到有序的大尺度涡团结构外,还能捕捉到大量不规则的小涡团结构,同时油束形状也更为扭曲、拉伸及不规则化.     

Two-stage numerical simulation for temperature profile in furnace of tangentially fired pulverized coal boiler

Considering the fact that the temperature distribution in furnace of a tangential fired pulverized coal boiler is difficult to be measured and monitored, two-stage numerical simulation method was put forward. First, multifield coupling simulation in typical work conditions was carried out off-line with the software CFX-4.3, and then the expression of temperature profile varying with operating parameter was obtained. According to real-time operating parameters, the temperature at arbitrary point of the furnace can be calculated by using this expression. Thus the temperature profile can be shown on-line and monitoring for combustion state in the furnace is realized. The simulation model was checked by the parameters measured in an operating boiler, DO130-9. 8/540. The maximum of relative error is less than 12% and the absolute error is less than 120℃, which shows that the proposed two-stage simulation method is reliable and able to satisfy the requirement of industrial application.     

双燃料发动机气缸压力变动研究

为了准确测量发动机气缸压力、分析燃烧过程,开发了一套可同时测量多缸汽油机各缸示功图的高速数据采集系统,最多同时采集16路信号,最大采样频率1MHz.应用本数据采集系统对化油器发动机改造的双燃料发动机进行了测试.每个气缸测量了至少50循环的压力数据,用倒拖最大压力的平均值为评价标准比较了各缸的进气量差异.同时,分别连续测量了各个气缸燃烧汽油和CNG时的燃烧压力.最后,用最大燃烧压力的平均值和变动系数比较了各缸的燃烧变动.实验结果表明,实验用发动机的各缸进气和燃烧状况存在明显差异,而燃用CNG时最大燃烧压力的变动系数小于燃用汽油时的数据.     

柱形凹坑燃烧室内燃机缸内湍流流动的计算

内燃机缸内流动是具有强压缩性、强旋转和各向异性的复杂的三维湍流流动,对缸内湍流运动的正确描述和模拟,可正确地模拟和分析内燃机的燃烧和排放。应用经修正的RNGk-ε湍流模型对内燃机缸内湍流流动进行数值计算。计算不同结构的柱型凹坑燃烧室缸内流动,特别是对偏心圆柱凹坑燃烧室缸内流动的计算,给出了计算得到的平均湍能的变化及速度变化情况,结果表明,内燃机燃烧室构型对缸内湍流特性有很大的影响,适当改变缸内结构能有效改善缸内流动。     

柴油机工质热力性质计算

列出了三种计算柴油机工质热力性质的方法，即根据工质的基本组成成分计算法根据纯空 气和纯燃烧产物的组成成分计算法，根据Ｊｕｓｔｉ比热数据计算法，推导了详细的算式，并以２１０５柴油机为例，用这三种方法对其工质的热力性质和放热规律进行了计算，根据所得结果进行分析比较，指出了各种计算方法的特点。     

柴油机工作过程计算中排放物模拟与实验研究

为了提高原有的柴油机工作过程计算模型模拟能力,在分析柴油机有害排放物生成机理的基础上,提出了排放物中NOx、HC和CO的预测子模型.在工作过程计算中,燃烧过程采用现象学准维燃烧模型;用广义Zeldowich不平衡原理建立NOx的数学模型;采用化学平衡和反应动力学原理建立HC和CO的数学模型.用该模型对LD485型直喷柴油机的排放物进行了模拟计算,得到了3种排放物在缸内的生成过程,分析了不同转速下对这些排放物生成规律的影响.用13工况法进行了实机排放测量.结果表明,排放物的生成量随转速升高而升高,模拟计算结果与采集得到的数据吻合较好.     

快速压缩机漏气量的计算方法

以自主研发的快速压缩机为研究对象,对燃烧缸内可燃混合气的泄漏量进行了计算。由于密封不好和活塞速度较慢,快速压缩机出现漏气,混合气的泄漏量与压缩比和活塞的速度有关。作者利用已知的缸内压力-时间关系曲线,对活塞的有效漏气面积进行了计算,在根据燃烧时缸内压力变化关系曲线对燃烧缸的漏气量进行了计算。漏气量的计算可以实现对缸内压力曲线修正,同时也可以对燃料的低热值进行修正,研究结果有助于提高计算精度和准确分析燃烧特性。