柴油机可调两级增压系统调节阀流量特性

利用GT-Power仿真软件建立两级增压系统WP7柴油机仿真模型,研究不同流量特性调节阀在可调两级增压系统中的工作性能,获得两级增压系统调节特性;比较不同调节阀流量特性对增压压力调节的影响,分析不同流量特性的阀门开度对增压压力有效调节范围以及全开度范围单位调节量变化规律。结果表明:不同流量特性调节阀对可调两级增压系统调节特性不同,直线型、快开型和抛物线型流量特性调节阀对增压压力的有效调节开度相对较小,可以实现对增压压力的快速调节;等百分比流量特性在全开度范围内单位调节量基本相同,在小开度下能够降低流量敏感性、提高控制精度,大开度下提升流量敏感性、提高响应快速性,可以较好地满足两级可调增压系统大跨度、高精度增压压力调节需求。     

船用柴油机米勒循环两级增压系统的设计研究

采用米勒循环结合可调两级增压,降低某船用柴油机的NOx排放和燃油消耗率.对进气门关正时、扫气重叠期进行了多方案计算,确定了该机的米勒正时;建立了可调两级增压系统性能仿真分析模型,研究了不同增压器大小、旁通调节方案对推进特性各工况性能的影响,设计了较佳的可调两级增压方案.研究结果表明:设计方案可使该机在推进特性下,综合N...     

汽油机两级增压系统的匹配与性能研究

在某单级涡轮增压汽油机的基础上,围绕提升低速扭矩及改善涡轮迟滞效应进行了复合增压系统、两级涡轮增压系统匹配方法研究。采用GT-Power软件建立某汽油机单级涡轮增压与两级增压发动机(复合增压发动机和两级涡轮增压发动机)仿真模型,并借助实测结果进行校核。在此基础上,利用模拟计算结果对单级涡轮增压和两级增压系统的低速扭矩特性、动态响应特性和燃油经济性进行比较分析。研究结果表明:复合增压与两级涡轮增压发动机的低速扭矩特性比单级涡轮增压发动机分别增加了62.80%和54.35%,燃油经济性分别减少了23.45%和22.71%;动态响应特性由优到劣依次为复合增压、两级涡轮增压、单级涡轮增压发动机,并且在1 500r/min(低速区域)三者动态响应特性差距最为明显。     

基于空燃比控制的可调两级增压动态性能研究

以6缸可调两级增压柴油机为研究对象,设计了高压涡轮旁通闭环控制系统;建立了前馈式PI闭环控制算法,在瞬态过程中采用根据空燃比及其变化率对旁通阀开度进行调节的策略。瞬态工况试验表明,设计的闭环控制系统和算法对发动机动态响应性能的提高具有明显的效果。当发动机喷油量或者转速增加时,系统判断其进入加速或加载阶段,旁通阀立即关闭,进气压力迅速建立,减弱了涡轮增压系统的迟滞效应;当过量空气系数出现上升趋势时,旁通阀调节至查表所得的开度,待发动机喷油量和转速均不发生变化时,系统判断发动机恢复稳态,进入稳态闭环调节模式。对比其他不含动态判断的情况,发动机动态响应特性明显提升。     

增压式高压共轨系统用电控增压泵性能优化研究

增压式高压共轨系统能够实现两级喷射压力控制和可调的喷油率,有利于实现柴油机全工况优化运行。电控增压泵是系统实现喷射特性的关键部件。为消除增压室压力振荡现象,同时提高其实际增压比,减小控制耗油量,本文设计了滑阀式的柱塞偶件结构,并建立了系统仿真模型。对优化前后的系统,展开了全面深入的性能对比研究。     

基于MATLAB的增压柴油机高工况放气研究

为了控制某船用增压柴油机最高燃烧压力,采用了高工况放增压空气的措施。在MATLAB/SIMULINK中建立了带有放气的基于充满与排空法的增压柴油机瞬态模型,通过模拟计算,分析了放气对柴油机最高燃烧压力的影响;模型中采用了积分分离PI控制器来调节放气阀,并整定了PI参数。控制结果表明:所建模型的超调量小,响应速度快,控制精度高,达到了比较好的控制效果,实现了最高燃烧压力的控制。     

VNT增压系统对柴油机性能影响研究

研究了VNT增压系统及其对柴油机性能的影响。通过涡轮增压器台架试验,研究了VNT增压系统不同叶片开度的涡轮流通特性;建立了HPD柴油机工作过程及VNT联合仿真模型;计算分析了VNT可调叶片位置变化对压气机出口压力、涡轮前压力、柴油机功率的影响规律,为HPD柴油机增压系统方案设计提供了依据。     

基于可变高增压方式的航空活塞发动机变海拔工作特性仿真研究

以一台直列四冲程压燃式航空活塞发动机为研究机型,通过GT-Power构建一维热力学模型,首先对比研究了不同海拔下固定截面增压（fixed geometry turbocharger, FGT）、可变几何截面增压（variable geometry turbocharger, VGT）和两级可变几何截面增压（twinvariable geometry turbocharger, TVGT）对发动机性能的影响;然后基于搭建的TVGT增压系统,探究了高、低压级VGT叶片开度对发动机变海拔条件下工作特性的影响。结果表明：在不同海拔和转速工况下,发动机匹配TVGT增压系统后,其海拔适应性更佳。针对TVGT系统,在不同海拔下,当高压级VGT叶片开度位于0.2～0.4范围内,低压级VGT叶片开度位于0.6～0.8范围内时可以获得较高的动力性及经济性。通过对高、低压级VGT叶片开度的优化,在巡航工况转速3 397 r/min时可在6 000 m海拔下实现106.8%的功率恢复目标,可满足发动机对高海拔工作运行的功率恢复要求。     

柴油机可调两级涡轮增压系统一维仿真建模及验证

为降低柴油机在瞬态工况下试验的成本和难度,运用GT-Power软件建立安装可调两级增压系统的柴油机仿真计算模型,并对模型计算结果进行验证。结果表明：所建模型的仿真和试验结果有较好的一致性;稳态工况下,燃油消耗率相对误差为2.95%,进气压力相对误差为4.96%,涡前温度相对误差为4.89%;瞬态工况下,计算转矩、转速和增压压力与试验的结果相差较小且变化趋势有非常好的一致性。该仿真模型准确、可靠,可以进行可调两级增压系统柴油机稳态及瞬态性能的仿真研究,仿真结果可以为两级涡轮增压柴油机试验提供有效的数据支持,提高试验效率。     

柴油机相继增压系统仿真研究

随着增压压力的提高,柴油机低工况运行时的性能越来越差,相继增压系统用于改善高增压柴油机低工况性能.在Matlab/Simulink仿真软件环境中,应用计算机仿真方法,建立了相继增压柴油机的"准稳态"数学模型,主要对相继增压系统的动态切换过程进行了模拟,通过仿真计算分析了相继增压系统动态切换过程的影响因素及其对柴油机的影响.     

相继涡轮增压柴油机推进特性的稳态及瞬态试验研究

对某柴油机采用大小涡轮相继增压系统进行了推进特性的稳态及瞬态试验研究。对柴油机分别采用小涡轮增压器、大涡轮增压器以及大小2台涡轮增压器并联3种增压方案进行推进特性的稳态试验,并对试验结果进行了比较分析,确定了该相继增压系统的两个切换工况点分别为40%和80%负荷工况。在各切换工况下进行了阀门不同切换时间的瞬态试验,通过分析切换过程中发动机各性能参数的变化,确定了各阀门的开闭顺序及延迟时间:在40%和80%负荷工况点切换时,阀门VCS滞后阀门VTS开启的最佳时间分别为0.6s和0.4s,阀门VCS滞后阀门VTS关闭的最佳时间均为0.2s。     

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...     

可调二级增压柴油机瞬态加载性能的试验

对柴油机用可调二级增压系统进行了瞬态加载试验研究,建立了可调二级增压系统的柴油机瞬态试验系统,通过全工况范围内的稳态试验进行了可调二级增压旁通阀调节规律分析研究.基于稳态的旁通阀调节规律确定了瞬态加载过程的试验方法,进行了3条转速线上的瞬态定转速加载性能试验.试验结果表明:较低转速高负荷时应关闭涡轮旁通阀来改善燃烧,相应瞬态过程中在低负荷时也应关闭旁通阀来避免增压压力上升缓慢和排放性能差等问题.针对较高转速提出了一种修正调节规律,从而有效地提高了增压系统对柴油机加载过程的响应特性,同时也改善了烟度排放.     

基于dSPACE的柴油机相继增压系统试验研究

为了加快柴油机相继增压控制系统的开发进度,降低开发成本,选用dSPACE实时仿真平台作为相继增压系统控制原型,在TBD234V12相继增压柴油机试验台上进行了相继增压稳态性能试验和动态切换试验。试验结果表明:基于dSPACE实时仿真平台开发的相继增压控制软件及自制硬件电路可以实现对相继增压系统的有效控制,确定以经济性最优为原则的相继增压切换边界。根据动态切换试验数据,确定TBD234V12柴油机相继增压切换延迟时间合理范围为0.5～1.0s。     

基于调节能力的柴油机可调二级增压系统匹配方法

应用等效增压器概念对柴油机可调二级增压系统进行了理论研究.建立了可调二级增压系统的等效增压器模型,得到了基于旁通流量比的等效涡轮流通面积表达式和基于旁通流量比与涡轮焓降比的等效增压器效率的表达式.等效涡轮流通面积表达式可用来分析可调二级增压系统的调节能力,并根据期望的调节能力匹配合适的高低压级涡轮增压器组合.等效增压器...     

Damping of a parallel AC-DC power system using PID power systemstabilizers and rectifier current regulators

A scheme for improving the dynamic stability of a parallel AC-DC power system is presented. It uses a proportional-integral-derivative (PID) power-system stabilizer and a PID rectifier current regulator to enhance the damping for the electromechanical mode of the system. The parameters of the proposed PID controllers are determined using a unified approach based on modal control theory. Eigenvalue analyses are performed for the system under various operating conditions in order to compare the damping effects provided by the two different control schemes. The effectiveness of the proposed damping schemes under disturbance conditions is demonstrated by computer-simulated dynamic-response tests based on a nonlinear system model     

压力容器退火炉温度模糊自整定PID控制器的研究

针对压力容器退火炉这一典型的惯性、纯滞后、时变非线性控制系统的特点,在分析了模糊控制与PID控制优缺点的基础上,提出了模糊自整定PID控制方案。仿真结果表明,模糊自整定PID控制器与PID控制器相比,具有较好的动态特性和稳态性能以及更强的适应能力。能够满足现代热处理工艺退火炉温度控制要求。现场试验结果与仿真结果基本吻合,证明了这种控制方案的的正确性和有效性。     

一种新型双燃料发动机控制系统的应用研究

在一款六缸多点喷射船用双燃料发动机上进行新型双燃料发动机控制系统的应用研究。为测试该控制系统的性能,在纯柴油和双燃料模式进行了发动机推进特性试验。试验结果表明:在控制系统的作用下,该船用双燃料发动机运行平稳,各项性能指标均达到设计要求。标定工况下:燃气替代率大于70%;纯柴油模式下烟度为1.90 FSN,双燃料模式下烟度为0.13 FSN。节能减排效果明显。     

模糊PID神经网络算法在污水处理中的应用

溶解氧控制是污水处理厂控制的关键,针对当前溶解氧控制效率低下的问题,提出了一种具有自学习和自适应功能的模糊PID神经网络算法。首先建立PID模糊控制规则表;然后采用神经网络对模糊控制规则表进行不断的训练,得到最佳的模糊控制规则表;最后利用Matlab仿真和工程模拟调试进行验证。结果表明,在大滞后非线性的曝气控制系统中,模糊PID神经网络算法能在最短的时间内使溶解氧达到所期望的值,且整个控制过程具有良好的动态性能和稳态性能。