相继增压柴油机瞬态切换喷油策略

针对相继增压柴油机切换过程中存在的问题,提出了利用多目标进化算法对TBD234V12相继增压柴油机的瞬态切换过程进行优化设计.选取切换延迟时间内的循环喷油量作为设计变量,在功率和最大爆发压力的约束条件下,采用Sobol序列产生初始均匀种群,利用Pareto的非支配排序的方法对相继增压柴油机瞬态切换过程的喷油规律进行了优化,最高可以使相继增压柴油机切换过程中转速波动及碳烟排量分别降低88％和79％.通过对TBD234V12相继增压柴油机切换过程燃油喷射MAP图进行优化,达到了改善切换过程瞬态性能的目的.     

相继增压改善柴油机经济性与排放的试验研究

为了降低柴油机的有害排放,对TBD234V12船用柴油机进行了大小增压器的相继增压系统设计和改造,并对原机增压与采用大小增压器相继增压后的柴油机进行对比试验研究,着重对该柴油机作为船舶主机推进特性工况下的排放进行测试.试验结果表明,在1TC-S和1TC-L二区相继增压比原机常规增压在相同工况下NOx和SOOT的浓度都有明显的降低,NOx最大降低64%,SOOT最大降低达76%,而且燃油消耗率有所下降,表明采用大小增压器相继增压是降低船用柴油机中低负荷排放的一种有效措施.     

相继增压柴油机切换点排放性能数值模拟研究

为了研究相继增压柴油机在切换点工况下只有1台增压器工作(ITC)和2台增压器同时工作(2TC)的排放对比情况,应用GT-POWER和STAR-CD软件对其进行了多维数值模拟研究.着重对同工况下ITC和2TC的缸内温度场、排放物浓度场等参数进行对比分析,并给出了缸内压力曲线、放热率曲线以及缸内温度曲线.计算结果表明,由于...     

大小相继涡轮增压系统研究

根据内燃机进排气系统一维非定常流动模拟计算\"有限体积法——总变差减少\"程序,建立了某柴油机大小相继涡轮增压系统模拟计算程序.利用该模拟计算程序,在平均有效压力提高之后,对大小相继增压系统进行研究.结果表明:该柴油机使用大小相继涡轮增压系统之后,随着柴油机负荷的降低,切换点转速向着低转速方向移动,呈阶梯状分布.最后根据该切换规律整理出相应切换规律.     

涡轮增压汽油机动态参数测量系统及数据处理

前言发动机与涡轮增压器的匹配特性是从事增压技术研究的人们所关注的问题。通常的办法可以采用数学模似来计算,但计算过程有关参数的选择由于种种原因不可能尽善尽美,因此计算结果与实际情况颇多出入。为此,需通过一系列相关试验予以修正。这些试验除采用常规测量(即稳定工况下测量)外,由于往往需要在动态情况下,对增压匹配过程作深入研究,因而需实现增压过程多参数、连续变化的测量。本文企图在建立动     

涡轮增压器与车用汽油机的特性配合及其计算

本文在解放牌CA—10B汽车发动机与3GJ型涡轮增压器配合试验的基础上,对车用汽油机增压配套技术作了研究;论述和改进了车用汽油机和涡轮增压器配合特性的计算方法,并进行了实例计算,计算结果与试验结果相吻合。在完成该计算方法的过程中,着重讨论了增压后空气流量的计算,非设计工况下径流式涡轮效率的计算,废气阀打开后增压参数的计算等问题。     

活塞泵增压系统动态特性研究

为了获得活塞泵增压系统起动特性和工作特性,基于AMESim仿真平台建立了仿真模型.对活塞泵增压系统起动过程和稳态工作过程进行了仿真,给出了不同部位压力变化情况,以及蓄压器对泵出口压力的影响、流量对泵工作频率的影响.结果表明活塞泵增压系统起动迅速,工作过程中能够维持较高的泵出口压力.实际试验中增压系统参数变化趋势与仿真结果一致,验证了仿真方法和仿真模型的正确性。     

基于模型预测的神经网络非线性时滞系统的辨识和控制

大纯时延、媒种多变、蒸汽负荷频繁变化是链条炉难以进行良好燃烧控制的原因.本文提出了非线性延迟系统的延迟时间参数的神经网络辨识方法,即改变神经网络输入样本区间,利用网络输出期望值与输出实际值之间的误差平方和产生的突变,可以辨识出非线性对象的延迟时间.将神经网络大延迟系统的辨识与基于模型预测的神经网络控制策略相结合,可以用于对具有变化参数或不确定性延迟时间的非线性大延迟系统的控制.仿真结果表明这种神经网络模型对非线性大纯时延系统的控制具有控制速度快,鲁棒性能好等优点.     

基于微粒群优化的船舶柴油机T-S模糊模型

提出了一种基于微粒群优化(PSO)的T-S模糊模型的非线性系统辨识方法,并用于船舶柴油机的动态建模.该辨识方法采用GK模糊聚类算法确定模糊模型的前件结构及参数,利用PSO算法来辨识模糊模型的结论参数.利用6160-All船舶柴油机模型,获得柴油机各主要参数在油门尺度和负载发生小偏差扰动时的试验数据,再利用该组数据辨识出柴油机转速、涡轮增压器转速、增压压力、空冷器压力、进气管压力、排气管压力等参数的T-S模糊动态模型.仿真结果表明了该方法的有效性.     

基于CFD的车用气波增压器三维仿真

为了研究气波增压器内部气体流动,建立了气波增压器三维非定常流动模型,基于FLUENT软件进行了气波增压器气体流动的CFD(computational fluid dynamics)计算.搭建了气波增压器性能测试系统,进行了气波增压器性能试验研究并测量了CFD计算所需的边界参数.气波增压器三维非定常流动模型计算结果与试验结果一致.结果表明气波增压器运行在高转速范围时性能良好.     

可变几何截面增压器/废气再循环对重型柴油机性能和排放的影响

将HOLSET400可变几何截面增压器(VGT)应用于CA6DL2-35E3重型柴油机上,并在涡前位置建立了高压回路废气再循环(EGR)系统。在ESC测试循环下分别进行了VGT及VGT/EGR的性能规律试验。试验发现配备此VGT系统的柴油机,试验目标参数均存在特定的VGT开度拐点,而对性能改善最明显的开度均出现在拐点附近。因此采取拐点控制VGT开度可充分发挥VGT的效能,改善除NOx外其余气体排放及燃油经济性。通过VGT驱动废气回流可实现28%高EGR率(转速1330 r/min、25%负荷率)。试验目标参数存在特定EGR率拐点(NOx除外),而在拐点对应EGR率范围内降低NOx排放的同时不会对发动机其他性能参数产生太大影响,具备综合优化发动机气体排放和燃油经济性的潜力。     

天然气/柴油双燃料发动机油气切换过程的优化控制

为避免双燃料发动机在由纯柴油工况向双燃料工况切换过程中出现的转速大幅度波动现象,在对控制系统硬件不作较大改动的前提下,改进软件算法实现油气切换过程的平稳过渡.基于能量守恒方程,建立了油气切换过程的控制模型.在PID子模型中,采用了神经元自适应PID控制模型实现参数的在线自调整.引入了最优控制中的二次型性能指标对神经元的权值进行调整.在试验台中应用此模型对稳定转速工况下(转速为1 810 r/min,发动机有效功率为其额定功率的25%)的油气切换过程进行控制,结果显示切换过程中的转速波动率小于1.6%,实现了油气切换过程的平稳过渡,提高了整机性能.     

Optimization of Waste Gate Drive Circuit of Two-Stage Turbocharging System

A two stage turbocharging control system was proposed, in which the pressure regulator valve with a close-loop pressure adjusting function instead of a high speed on-off solenoid valve, is used as a driving mechanism of waste gate. A digital-analog (DA)conversion circuit based on pulse width modulation (PWM) generates one analog voltage signal required by the pressure regulating valve control. The principle of the DA conversion circuit was analyzed, meanwhile, the performance of the conversion circuit was improved by adopting a speed-up capacitor, which helps to increase the stability and responsiveness of the control voltage generated by the conversion circuit; the structure parameters of the circuit was optimized by simulation. After the optimization, the ripple wave of circuit output voltage was kept within 16.mV under the 12.bit conversion accuracy, the conversion time of the circuit could be reduced to 4.ms. The engine bench test show that the turbocharging boost pressure control system which adopted the circuit had a rather good stable control accuracy(the steady state within 0.8%) and dynamic response(the regulation time is less than 4.s).     

采用相继增压技术改善柴油机低负荷性能的试验研究

为了改善620V12柴油机的低负荷性能,使其更好地满足作为船用主机的性能要求,对该型柴油机进行了相继增压系统的设计,并对改造后的柴油机进行了负荷特性试验研究,分析比较了柴油机1TC状态与2TC状态的负荷特性、限制特性和万有特性.试验结果表明,采用相继增压系统后,该柴油机在600～1 400 r/min范围的运行区域平均扩大了71%,扭矩范围提高了87.1%,限制特性线上的油耗平均降低了15.2%,改善了该柴油机的低负荷性能.     

船舶主机废热利用感应电机的最优控制

为了深入研究船舶节能减排技术,提出了感应电机在船舶主机废热利用系统中的最优控制策略．分析了涡轮增压器与感应电机组成的废热利用节能系统的动态特性,利用系统的动态模型设计了LQG最优控制器,实现了感应电机的能量回馈控制．数学仿真与半实物模拟试验的结果表明,利用可逆感应电机可改善涡轮增压器的动态性能,该控制方案有效协调转子转...     

基于扩张状态观测器估计的混合动力汽车协调控制

为了提高功率分流式混合动力汽车模式切换的稳定性,提出干扰补偿的转矩协调控制策略. 针对发动机动态响应振荡及车辆行驶工况多变的问题,设计多变量线性扩张状态观测器,从频域角度验证了观测器对于上述2种干扰的估计精确性. 研究不同干扰对基础电机补偿控制稳定性的影响,指出负载干扰对车辆模式切换响应的影响最大,引起的切换冲击最大可至24.5 m/s³. 提出基于干扰补偿的动力源转矩再分配算法,开展仿真验证. 结果表明,该协调控制策略在受到明显的外界干扰时能够保证系统的稳定性及模式切换的平顺性.     

柴油机电控系统转速干扰研究

为了实时准确地采集电控柴油机的转速信号 ,以使电控柴油机正常可靠地工作 ,研究了柴油机电控系统的转速采集并解决了干扰问题 .控制系统基于Motorola 68HC11系列 8位单片机为核心的电控单元 ,用汇编语言编程 ,实现了柴油机油量和可变几何截面涡轮增压器的控制 .采用MCU的输入捕捉功能采集脉冲时间从而计算柴油机转速 ,采用时钟溢出中断方法将 2字节的时间扩展为 3字节时间从而解决了低转速采集问题     

通过增压器匹配提高发动机瞬态性能

应用GT-Power和Simulink软件建立了发动机瞬态过程仿真平台,并应用此平台对发动机瞬变过程进行模拟分析,提出了改善发动机瞬态性能的增压器改进方案。通过试验对模拟计算结果进行了验证,发动机定转速增转矩的瞬变过程所用的时间缩短31%,整车起步换挡加速到60km/h所用的时间缩短了8.7%。试验结果与模拟计算结果在趋势上吻合较好,验证了用模拟计算方法进行发动机瞬态性能预测的可行性。应用这种模拟分析方法,可以在性能设计初期对发动机和整车的瞬态性能进行分析评价,指导发动机增压器匹配方案选择。     

行星式混合动力客车的模型预测动态协调控制

行星式混合动力客车在驱动模式切换时会产生较大冲击度,以往基于PID的控制器在模式切换过程中无法有效保证车辆驾驶平顺性.基于此问题,利用模型预测控制(Model Predictive Control,MPC)可以在线滚动优化获得最优控制序列的特点,提出了一种基于MPC的动态协调控制方法,实现发动机的启动控制.依据整车动力学方程和实车历史数据,在Matlab/Simulink平台中搭建基于数据驱动的发动机模型和车辆闭环仿真模型,并将发动机启动过程视为受约束的多目标优化问题,根据系统状态空间方程和优化问题设计基于数据驱动的模型预测控制器,在纯电动模式向混合动力模式切换过程中,与传统基于PID的控制方法以及被动切换展开对比.仿真结果表明,在保证车辆动力性的前提下,相比于PID控制方法和被动切换,在模式切换过程中,基于MPC的动态协调控制方法不仅可以实现发动机的正常启动,还能大幅度降低峰值冲击度,同时使车辆良好地跟随目标车速.本文提出的模型预测控制器可以降低整车冲击度,保证车辆模式切换时的平顺性.