基于神经网络的气缸压力识别研究

对传统的内燃机气缸压力识别方法存在的问题 ,提出了应用人工神经网络方法进行气缸压力识别的新方法。以 BP网络构造气缸压力识别模型。通过对网络的训练 ,用实测的缸盖振动信号识别气缸压力。结果表明 ,利用神经网络进行内燃机气缸压力识别 ,识别结果的重复性好 ,精度较高     

基于Hilbert-Huang变换和多元状态估计技术的内燃机气缸压力识别

提出了一种新的内燃机气缸压力识别方法。为了实现对内燃机运行状态的实时监测与故障诊断,通过缸盖振动信号反演内燃机气缸压力曲线是一种行之有效的重要手段;本文在对缸盖振动信号特性进行分析的基础上,应用Hilbert-Huang变换对缸盖振动信号进行模态分解,提取最能反映内燃机气缸压力变化特性的振动本征模态分量;使用多元状态估计技术(MSET)建立该振动本征模态分量的Hilbert谱与气缸压力信号之间的非线性非参数回归模型;利用所建立的模型从缸盖振动信号中重构出内燃机气缸压力曲线。试验结果表明,基于Hilbert-Huang变换和MSET的气缸压力识别方法简单有效,可满足对内燃机的实时监测需求。     

基于角域同步平均技术的内燃机失火故障诊断

在利用缸盖振动信号诊断内燃机失火故障时,由于发动机工作背景噪声复杂,必须消除信号中的非周期分量和随机干扰,保留与发动机工作循环有关的周期分量。为了解决时域同步平均方法在转速波动时振动信号存在的不同步问题,提出了以旋转角度信号作为同步触发基准的角域同步平均技术,对内燃机缸盖振动加速度信号进行了处理,有效地削弱了随机噪声的干扰。分析了缸盖振动信号中不同激励源产生的响应分量与发动机失火故障的关系,利用缸盖振动加速度信号中的各个瞬态冲击响应更加易于识别,能有效地对内燃机失火故障进行诊断。     

新型内燃机汽缸盖的设计与应用研究

本新型内燃机是把涡轮式发动机的工作原理有机的集合在活塞式内燃机的汽缸盖配气系统当中,设计出了内燃机汽缸盖成为有配气功能和驱动功能的动力汽缸盖,并与活塞式发动机一体共同做功。产生出了内燃机与涡轮机二者的优势整合效能。     

神经网络在在线产品质量控制中的应用

介绍一种用在SPC实时控制系统的人工神经网络模式识别方法,在此系统中,设置了一个虚拟的移动窗口,需要查询的生产过程数据将会不断地从此移动窗口中得到,从而数据不断更新,生产状态模式同时在更新,人工神经网络模式识别系统同时也在识别生产状态模式,当有异常模式出现时,系统就会报警,从而达到控制整个生产系统的目的。     

基于人工神经网络的柴油机失火故障诊断

车载诊断系统在诊断失火故障时,采用基于曲轴段角加速度和阈值规则相结合的方法,该方法在内燃机高速轻载运行时诊断单缸完全失火工况存在一定的局限性。通过对比分析失火和正常工况下曲轴瞬时转速的幅频和相频特征,提取不同谐次的幅值和相位信息,结合人工神经网络作为故障模式识别工具,得到了一种改善方法。通过台架实验,对此改善方法进行了单缸完全失火、两缸完全失火和单缸一定程度失火的故障诊断测试。结果表明,在实验条件下该方法可以有效识别不同的失火模式,并可在单缸失火模式下实现失火程度判别。同时,该方法通过少量工况数据训练神经网络,即可实现一定转速范围内的失火诊断,可行性强,可用于发动机失火故障在线诊断。     

基于时序分析与神经网络的气阀机构故障诊断

通过模拟柴油机气阀机构的两种主要故障 :气门漏气和气门间隙异常进行实验 ,采集缸盖表面的振动信号。利用时间序列分析方法对振动信号建立AR和ARMA模型 ,利用其参数及残差等指标作为特征参数 ,提取时域的均方根等指标。最后利用人工神经网络进行故障模式识别。结果表明方法是可行的 ,效果较好     

分形维数在内燃机振动诊断中的应用

将分形理论引入内燃机的振动诊断中,根据内燃机的配气定时,着重研究了缸盖振动信号中对应燃烧段的数据,计算其关联维数,将关联维数用于刻划内燃机缸盖在气门不同状态时表现的非线性行为,从而进行故障诊断与分类。结果表明,当气门在不同状态时,缺盖振动信号中对应燃烧段数据的关联维数是不同的,可以将其作为判断气门漏气的一个诊断特征量。     

内燃机气阀漏气故障的高阶谱分析

将高阶谱理论引入内燃机的振动诊断中,分析了不同状态时缸盖表面振动信号的三阶谱特性,并计算出三阶谱的峰值,用于刻划各状态时缸盖系统的非线性行为。结果表明:正常状态时缸盖表面振动信号的三阶谱接近为零,可以认为缸盖系统是线性系统;当气阀发生漏气故障时,缸盖表面振动信号的三阶谱就会出现较大的峰值,而且不同状态时所对应的峰值也存在着较大差别,说明不同气阀漏气状态时缸盖系统表现出不同程度的非线性。可以将三阶谱的峰值作为判断气阀是否漏气的一个诊断特征量,同时也为诊断内燃机气阀的早期漏气故障提供了依据。     

缸盖集成排气的设计开发及试验验证

内燃机油耗、排放法规要求越来越严格,节能减排也是内燃机工作重点所在。各种节能减排技术应运而生,缸盖集成排气是一项能够有效降低冷机排放、同时实现降低燃油消耗2%,而且,可以进一步达到节省发动机成本的技术。缸盖集成排气在近2～3年成为主流节能减排首选技术,集成缸盖设计开发过程必须采用完善的正向设计流程和理念,从概念设计到布局设计,布局设计必须具备详细完整的CAE分析支持,再到详细图纸设计、缸盖零部件试制、缸盖本体试验、整机试验等。通过缸盖集成排气整个正向设计开发流程的实施,保证缸盖集成排气产品的动力性、经济性和排放性,同时满足缸盖产品的加工要求。     

高压容器筒体与封头连接区可靠性分析

建立了高压容器筒体与封头结构的有限元分析模型.采用蒙特卡罗法(Monte-Carlo Method),分析了输入随机变量对高压容器筒体与封头结构可靠性的影响.结果表明:工作压力对筒体与封头连接区可靠性的影响较大,是高压力容器筒体与封头结构失效的主要因素.     

非接触式缸盖平面度误差检测方法与测量系统研究*

为解决发动机缸盖生产铸造过程中缸盖底面平整度误差检测问题,设计一种激光非接触式发动机缸盖底面平整度在线检测系统,提出一种基于对角中线的平面度误差检测算法。根据现场平面度检测需求,设计利用激光臂纵轴和缸盖横轴传送的交互运动的发动机缸盖表面平面度误差检测系统;通过发动机缸盖表面检测四个顶角特征点对角线中线建立发动机缸盖平面度检测的数学模型,利用回归方程确定最小二乘法平面为理想平面,求出平面度误差;并对激光位移传感器进行精度标定,给出传感器误差标定回归方程,并应用该检测系统完成对不同型号的发动机缸盖检测。结果表明：该系统最大检测面积为400 mm×2 000 mm,测量范围为160~450 mm,测量精度为0.03 mm,而且结构简单,检测速度快,完全能够达到在线检测要求。     

热-机耦合条件下气缸盖强度及疲劳寿命分析

针对气缸盖在工作中承受交变载荷,容易形成疲劳损坏的现象,介绍了一种快速有效的方法来计算气缸盖的疲劳寿命.首先利用Hypermesh软件建立了有限元模型,针对不同区域设置了不同的单元密度,并通过有关参数来控制网格的质量.然后利用Abaqus软件分别计算了气缸盖的温度场、稳态应力场和耦合应力场,在温度场的计算中,将燃烧室火...     

柴油机缸盖冷却水腔三维流动数值模拟分析

柴油机优良的冷却性能对提高其工作性能和气缸盖可靠性起着非常重要的作用。以某V型12缸水冷发动机的冷却水腔为研究对象,采用流体分析软件FLUENT对缸盖及其冷却水腔内的流动与传热进行数值模拟计算,得到冷却水在缸盖复杂水腔内的三维流场分布与进出水孔的流量,并详细分析了其流场、压力场、温度场及换热情况, 为该型柴油机气缸盖冷却水腔的结构优化设计提供一定的参考依据,从而提高内燃机的工作性能和气缸盖的可靠性。模拟计算结果表明:冷却水腔的流动均匀性可以达到该发动机的冷却要求;流经各缸的冷却液流量分配合理;“鼻梁区”冷却效果较好,且“流动死区”能满足冷却需求。通过对气缸盖内冷却液流动的优化,可以有效地提高整机及气缸盖的冷却效率。     

3102柴油机气缸盖设计

气缸盖是发动机中最复杂的部件之一。根据柴油机的性能指标选择了柴油机主要的性能参数,重点论述了3102柴油机气缸盖的设计依据与设计过程。同时,对气缸盖材料的选择、冷却水道的布置、进排气道布置以及缸盖螺栓的布置等问题也进行了讨论。     

变海拔条件下柴油机缸盖热状态变化规律研究

针对实际高原场景下,部分柴油机出现了缸盖局部烧蚀的问题,对不同海拔条件下柴油机缸内传热过程及其对发动机缸盖热状态的影响进行了研究,通过仿真手段计算得到了不同海拔条件下缸盖火力面的温度场分布情况。结合高原实机试验的具体数据,在确定缸盖热侧的边界条件时考虑了两种情况,分别是仅考虑对流换热以及同时考虑了对流和辐射换热的情况。通过对比两种边界条件下的仿真结果,分析研究了缸盖温度场随海拔高度的变化规律及其成因。研究结果表明,缸内对流传热量随海拔的上升逐渐下降,4 500 m海拔缸盖最高温度点温度较平原下降6.2%;缸内辐射和对流的传热总量随海拔高度的上升而上升,4 500 m海拔缸盖最高温度点温度较平原上升15.6%,说明了缸内辐射对换热产生的影响。     

柴油机气缸盖热-固耦合分析

在建立气缸盖实体模型的基础上,利用相关边界条件计算了气缸盖上各区域的换热系数,并对气缸盖进行了温度场仿真计算;分析了在多种工况下气缸盖的应力,确定了结构上的薄弱区域。认为当气缸盖受到热-固耦合共同作用时,气缸盖内部拉压情况变得更加复杂,各部分应力呈现明显的非线性。     

Study on the optimal design of engine cylinder head by parametric structure characterization with weight distribution criterion

The engine cylinder head is one of the most critical components in an automotive powertrain system. Yet, it has the most complicated mechanical structure coupled with a sophisticated combustion process. This study attempts to develop a concrete and practical procedure for the optimal design of the engine cylinder head. First, a simplified topological model composed of beam, shell and membrane elements is developed to simulate the real cylinder head. With this model, the finite element method can be easily and economically employed to study the load-bearing mechanism of the cylinder head under actual engine operation conditions. After characterizing the stress/strain behavior of all the key components through parametric analysis, a new optimization criterion is developed based on Lagrange conditions. This criterion provides an opportunity to represent the ideal ‘balanced point’ among the main design parameters of the cylinder head in terms of weight distribution of the key components. Finally, the optimization of the cylinder head structure is implemented successfully based on these findings. Compared to the optimization results from commercial software, the proposed approach is able to produce a much better solution in respect to both the convergence speed and the final value of the objective function.