大型智能化低速柴油机高压共轨系统HIL仿真试验平台设计与实现

在RT-Flex60C大型智能化低速柴油机的高压共轨系统、WECS控制系统和推进控制系统基础上,增加低压供油单元和压缩空气单元,结合自主开发的实时仿真单元和信号采集单元搭建了大型智能化柴油机高压共轨系统硬件在环仿真试验平台.试验结果表明:试验平台性能稳定可靠,能如实反映高压共轨系统在真实机器上的工作过程,以及可变喷油正时、可变排气门开启和可变排气门关闭的特点.为大型智能化低速柴油机高压共轨系统的特性分析、执行机构的性能验证以及控制系统的测试提供了试验平台.     

船用大型低速电控柴油机的容积法模型

广泛应用的容积法模型不能直接应用于电控柴油机的仿真.因此,通过改进容积法模型中关于工作过程模块的划分、燃烧放热规律参数和排气阀升程的计算,建立了船用大型低速电控柴油机的动态模型.该模型能够计算柴油机示功图和主要热工参数及其动态变化过程.以7RT-flex60C型电控柴油机为例进行了仿真,结果表明,模型能够较好的预测发动机的稳态性能,具有进行动态仿真的能力,并且计算速度可满足实时北仿真的要求.目前此模型已被应用于船舶动力装置的仿真系统中.     

高强化柴油机冷却系统电控化设计仿真及试验研究

针对传统冷却系统与柴油机冷却需求不匹配的问题,进行了冷却系统电控化设计仿真研究。基于Simulink软件设计了电控冷却系统仿真模型,提出了电控冷却控制策略,并开展了变柴油机工况条件下电控冷却控制策略验证仿真。对传统冷却部件进行电控化改造（电控海水泵、电控淡水泵和电子节温器）,搭建电控冷却系统试验台架,通过试验分析了电控冷却对柴油机耗油率和热平衡的影响,结果表明：相对于传统冷却系统,电控冷却系统在900 r/min、负荷率30%,1 200 r/min、负荷率60%,1 500 r/min、负荷率90%这3个工况点的耗油率分别降低9.4 g/（kW·h）、6.8 g/（kW·h）和3.9 g/（kW·h）,燃油经济性和热量分配得到改善。     

我国大型船用柴油机厂引进Sulzer RT-Flex专利技术

据报道,2002年9月25日,在德国汉堡海事会期间,我国大连船用柴油机厂、宜昌船用柴油机厂、沪东重机股份公司以及中国船舶贸易公司与Wartsila瑞士公司签订了从2003年起再延长10年使用Wartsila公司原有的生产技术以及引进Sulzer RT-Flex二冲程电控共轨柴油机专利许可证协议。Wartsila公司的Sulzer RT-Flex系统对柴油机燃油喷射、排气门动作、气缸起动、气缸润滑等完全采用电子控制,这一创新技术是大型柴油机技术的又一次飞跃。引进这种先进技术,必将提高我国大型船用柴油机制造水平,以适应我国造船业发展需要。另据报道,宜昌船用柴油机厂…     

船用低速机排气阀柔性控制策略开发与验证

针对船用低速机电液驱动式排气阀控制系统进行了排气阀柔性控制需求分析,在此基础上确定了整个控制系统的功能,主要包括:输入信号的监测、分析与处理;排气阀启闭角计算以及控制信号的输出.基于Simulink软件开发了排气阀控制模型,并仿真验证了控制模型的功能.验证结果表明:排气阀控制系统模型能够实现排气阀启闭控制,并可根据低速机负荷自动调节排气阀开启和关闭的角度.     

电控柴油机喷油器响应特性研究

建立了电控柴油机喷油器的仿真模型,试验验证了仿真模型的有效性。在此基础上,探讨了电控柴油机喷油器的主要结构参数对喷油器响应特性的影响,提出了提高喷油器响应特性的一些方法,仿真结果为电控柴油机喷油器的优化设计提供理论依据。     

电控柴油机时实控制仿真系统的试验验证与应用

电控柴油机动态实时仿真系统是开发柴油机电控系统的先进工具,作者研制了这一系统的硬件结构与仿真模型,并对仿真系统进行试验验证,研究了实时计算性能和仿真精度。在完成仿真的试验验证后,将仿真系统扩展为综合开发系统,对发动机控制单元进行了仿真调试。在柴油机电控系统提供了方便、实用的开发工具。     

电控柴油机实时控制仿真系统的试验验证与应用

电控柴油机动态实时仿真系统是开发柴油机电控系统的先进工具.作者研制了这一系统的硬件结构与仿真模型,并对仿真系统进行试验验证,研究了实时计算性能和仿真精度.在完成仿真的试验验证后,将仿真系统扩展为综合开发系统,对发动机控制单元进行仿真调试,为柴油机电控系统提供了方便、实用的开发工具.     

船用中速柴油机高压共轨硬件在环仿真平台开发

以MAN 6L16/24型船用中速柴油机为对象,建立了硬件在环仿真柴油机实时模型;研制了船用中速柴油机高压共轨硬件在环仿真平台;开发了高压共轨电控系统控制软件和硬件在环测控系统,并进行了电控系统硬件在环试验。试验结果表明:开发的电控系统控制软件可完成共轨系统轨压和喷射控制;建立的硬件在环仿真平台可为高压共轨系统执行机构性能测试和控制策略研究提供可靠的试验环境。     

电控柴油机双电位器油门踏板控制策略的研究

在对双电位器电子油门信号的故障诊断和油门输出控制两方面进行详细分析和研究的基础上,基于GD-1电控柴油机控制系统,设计了相应的控制逻辑算法。基于V型平台,首先利用MATLAB/Simulink软件平台编写了控制策略框图,并进行了离线仿真;然后通过Targetlink自动代码生成工具将Simulink模型生成C代码,并集成到已有的GD-1柴油机电控单元ECU中;最后在硬件在环(HIL)试验台上进行了验证,成功地在GD1-电控柴油机控制系统中实现了双电位器电子油门的控制功能。     

船用低速电控柴油机实时仿真模型开发研究

在分析低速机控制系统功能的基础上,确定了船用低速电控柴油机实时仿真模型功能,利用模块化建模方法开发了低速机缸内工作过程、进排气过程、涡轮增压器、中冷器等各个子模型,并针对电控系统的控制需求,建立了燃油喷射、排气门、辅助风机等独立的仿真子模型作为电控系统的受控对象,可使仿真得到的性能参数随控制参数的改变而实时变化,最后将实时仿真模型与硬件在环硬件进行了集成,对开发的低速机实时仿真模型进行了精度及实时性的验证。通过仿真数据与试车报告中的试验数据进行对比,实时仿真模型模拟的稳态工况下数据与试验数据最大误差在5%以内,运行在实时仿真机中的实时因子小于1。开发的低速机实时仿真模型精度和实时性满足硬件在环仿真测试要求,可将其用在低速机硬件在环仿真系统,开展低速机电控系统的功能测试。     

排气制动工况下摇臂轴断裂问题的分析与试验研究

某四缸柴油机在电力测功机台架上采用倒拖方法进行排气制动工况模拟试验时,功率突然下降,拆机检查发现摇臂轴断裂且排气门与活塞有碰撞痕迹。本文借助有限元计算、断口分析和理化检验等手段对故障件进行分析,同时在试验台架上测量活塞与排气门的运动间隙。经分析和试验研究发现在制动工况下排气门出现反跳导致活塞与排气门碰撞是摇臂轴断裂的主要原因。     

基于Simulink在不同排气背压下VGT增压系统控制策略

为了改善柴油机在高背压环境条件下进排气流速降低、涡前排温、缸内最高燃烧压力和油耗升高等问题,采用Simulink软件,基于柴油机数学模型建立某型号柴油机零维仿真模型和可变截面涡轮(variable geometry turbine,VGT)增压系统仿真模型,并根据试验结果对模型进行校核.利用所建立的仿真模型模拟在不同排...     

D6114B船用柴油机的性能预测与优化计算

本文对Ｄ６１１４Ｂ型船用柴油机进行基于一维非定常流动的仿真,并且将实验数据与仿真计算参数值进行了对比;在此基础上,对发动机性能进行了预测,并对进排气门正时、压缩比、供油提前角等参数做了优化计算,使其满足高速船用柴油机的特性要求。     

LPG单燃料发动机电控标定的研究

简要介绍了电控单燃料LPG发动机电控系统的组成情况 ,对不同工况下的空燃比、点火提前角及废气旁通阀的开度等进行了实验标定 ,并通过发动机台架试验 ,考察了LPG发动机的总体性能。所采用的控制方法对开发LPG单燃料电控发动机具有一定的指导意义     

基于气门升程曲线的发动机性能优化

进排气门的开启时刻,对气缸充量有重要的影响。利用进气惯性及进气门迟闭可以有效地增加气缸充量,而较大的迟闭角可能会因为活塞的上移将气体推出气缸,减小气缸充量。同样,排气提前可以有效地降低缸内残余废气,使排气通畅;而较大的排气提前角可能会造成有效功的损失,并导致各缸间进排气干涉,减小气缸充量。采用仿真分析的方法,分析造成发动机扭矩偏低的原因,更改进排气门升程曲线,有效地增加气缸充量,增加发动机动力性。同时通过试验验证,选用最终的实施方案。     

船用全电控柴油机满足IMO NOx排放限值的试验研究

分析了当前船用柴油机降低NOx排放研究的现状和趋势。介绍某船用低速全电控共轨柴油机控制NOx排放的方案及调试方法,对该柴油机进行了性能和排放水平测试,结果表明：利用全电控技术并进行优化匹配的船用柴油机满足IMO NOx排放限值的要求。     

水下柴油机工作特性研究

建立了包括调速器、柴油机本体、后排气管路的水下柴油机动力系统的动态及稳态过程分析模型,并进行了试验验证。通过后排气管路的三维流动计算、整机性能计算和相关试验研究,确定了柴油机水下运行不倒灌水的判据,并给出了单机和双机运行的安全范围。研究了启动及停机过程中,后排气管压力、排气排水流速及发动机转速的变化规律。在启动过程中,排气速度不是单调上升,而是有振荡现象,在振荡过程中,有可能发生海水倒灌;在停机过程中,应根据后排气管压力变化控制排气外舌阀的关闭过程,以防止海水倒灌及排气背压过高。     

电控高压共轨柴油机智能仿真模型应用研究

介绍了一种电控高压共轨柴油机智能仿真模型的研发过程,包括智能仿真模型的构建与应用。研究结果表明:该智能仿真模型实现了发动机大部分工况点性能的准确预测;实现了与台架试验耦合的开发过程,是一种可以广泛使用的易操作工具;同时可较为准确地进行发动机电控标定。