配气正时对柴油机性能影响的数值研究

利用GT—Power软件研究了进排气门正时对柴油机性能的影响，在柴油机高中低3种转速工况下，分别对进气门关闭角度、排气门开启角度以及气门重叠角进行了计算和分析，计算结果可以为柴油机的改进、优化提供依据.     

柴油机高原功率恢复供油参数调节方法

针对高原环境下增压柴油机功率下降的问题,通过仿真研究,对比了3种不同的供油参数调节方案,得出了在高原环境下通过调节供油参数恢复柴油机功率的方法。建立了某V型6缸增压柴油机仿真模型,并采用试验数据对模型各系统进行了校核。在该模型基础上,研究了增压柴油机的平原性能,匹配了适应高原环境的增压器,研究了喷油提前角与功率、涡轮入口温度和缸内最高燃烧压力之间的关系。据此,提出了供油参数的调节方法和具体参数,仿真计算了3种不同的供油参数调整方案,并对结果进行了对比分析。研究结果表明,在海拔4 500 m条件下,采用提前角和供油量联合调整的方法可将发动机标定功率恢复至平原的75%.     

柴油机排气微粒静电捕集过程研究

本文介绍了一种新的柴油机排气微粒后处理技术——静电旋风微粒捕集法及其过程分析与计算。这种方法具有捕集效率高、排气背压低和能够实现连续自动的清灰(再生)过程的特点。通过分析建立了静电捕集柴油机排气微粒的物理模型和数学模型,并在试验数据的基础之上推导出了计算静电捕集柴油机微粒捕集效率的半经验公式,为进一步深入研究和开发应用这一技术提供了理论工具。     

二级增压柴油机压缩比和喷油提前角优化研究

为解决某V型柴油机由单级增压改为二级增压后,最高燃烧压力过高问题,通过GT-Power软件建立柴油机仿真模型,利用试验数据进行校核,仿真研究了喷油提前角和压缩比对二级增压柴油机性能及最高燃烧压力的影响规律。以二级增压柴油机的试验最高燃烧压力作为限制条件,以转矩达到最大为目标,利用GT-POWER中的DOE工具对喷油提前角和压缩比进行联合优化。仿真结果表明：降低压缩比能够有效降低最大转矩点(1 300 r/min)和标定点(2 100 r/min)的最高燃烧压力,压缩比每降低1,最大转矩点最高燃烧压力降低0.8 MPa,标定点最高燃烧压力降低1.16 MPa;得出优化后的压缩比和喷油提前角相对变化值为14.9°CA和4.3°CA. 根据试验机的结构条件,利用试验机在柴油机台架上验证了优化结果的可行性。     

进气氧浓度对柴油机燃烧过程影响的仿真研究

为分析进气氧浓度对柴油机燃烧的影响,通过调节进气氮氧比控制进气氧浓度,应用计算流体力学（CFD）软件FIRE对不同进气氧浓度下柴油机燃烧过程进行了三维仿真研究。研究结果表明：进气氧浓度影响缸内混合气质量,进气氧浓度降低,缸内浓混合气增加,扩散燃烧阶段放热速率降低。随着进气氧浓度降低,缸内最高压力和平均温度降低,柴油机燃烧品质变差。富氧燃烧时柴油机NOx排放升高,碳烟排放降低;部分负荷时,进气氧浓度降低,NOx和碳烟排放均降低。     

高压电磁阀性能优化仿真分析

高压电磁阀主阀背压腔进气和排气的流量影响高压电磁阀启闭特性。通过对高压电磁阀进行局部流场分析,计算了主阀受力影响;用AMESim建立仿真模型,分析了高压电磁阀动态特性。通过分析计算,提出主阀背压腔进气量化控制措施,达到了稳定的控制效果。     

在8V165/155发动机上应用脉冲转换增压系统的研究

8V165/155发动机原采用脉冲增压系统,当P_e提高到13～14公斤/厘米~2时,在高速情况下,燃油耗量和排气温度偏高。通过对8V165/155发动机配气相位的分析可知:排气管的每一分支管系中都有相当大的排气间歇期,因而涡轮是在部分进气的条件下工作,降低了涡轮效率。为了克服这一缺点,提出改用脉冲转换增压系统的建议,并进行了试验研究。试验证明,改用脉冲转换增压系统后,整机性能有明显改善。在相同G_T情况下,空气流量增加,功率提高,比油耗下降,排气温度和喘振转速也随之下降。通过对排气压力波的计算,证实涡轮效率有较大幅度提高。     

12V150ZL柴油机的功率修正

涡轮增压及涡轮增压中冷柴油机的有效功率值,随环境(大气)状况而异,其功率的修正问题,比自然进气的、机械增压的柴油机远为复杂。本文分析了12V150ZL柴油机现在暂行的、用常值功率修正系数来修正的方法,提出常值修正的方法是不妥的,并认为,对于涡轮增压的12V150ZL柴油机,在海拨1000米内工作时,其有效功率的压力修正可以不予考虑,而大气温度对功率的影响,是不可忽略的。     

燃油温度对电控单体泵增压柴油机性能影响研究

为了给柴油机电控系统提供喷油控制参数的修正策略,在1 台电控单体泵式涡轮增压柴油机上进行了燃油温度对柴油机性能影响规律的试验研究。试验结果表明:在一定温度范围内, 随着燃油温度的升高,柴油机的喷油压力和每循环喷油量近似线性地减小、最高缸内燃烧压力近似线性地减小、主燃期会近似线性地增加,最终导致有效功率、排气温度、进气压力近似线性地减小, 有效燃油消耗率近似线性地增加。     

基于多种群协同进化免疫多目标优化算法的百叶窗优化研究

为降低空气流通阻力、增加空气流量以及获得最大的防护能力,对装甲车辆进气和排气百叶窗结构优化进行研究。建立装甲车辆进气和排气百叶窗数值计算模型,根据冷却系统工作特点搭建冷却风道半实物仿真模型,对比分析优化前的仿真结果和台架测试结果,并给出了优化目标函数表达式。为解决优化效率低、计算量大的问题,确定设计变量并建立设计变量与目标函数之间关系的椭圆基神经网络替代模型。通过分析目标函数随设计变量的变化规律,采用基于多种群协同进化免疫的多目标优化算法对模型进行优化,确定了最终解。利用自组织神经网络对样本点进行数据挖掘,找到了内在规律。研究结果表明,优化后的进气和排气百叶窗在提高防护能力的同时,提高了散热性能。     

掺烧LPG气体燃料对柴油机经济性的影响

对发动机工况、充气效率和过量空气系数、柴油喷射系统和LPG掺烧比例等因素对柴油机经济性的影响进行了试验研究 .结果表明 :柴油机掺烧LPG后 ,高、中负荷工况时能耗下降 ,而低负荷工况时能耗增加 ;充气效率和过量空气系数的变化不会影响经济性 ;适当增加喷油提前角和减小喷油器的喷孔直径 ,增大喷油泵柱塞直径 ,有利于改善经济性 .     

高速直喷柴油机燃烧系统参数对燃烧性能影响的权重分析

为深入探究高速柴油机燃烧系统参数对燃烧性能的作用机制,采用多维数值模拟方法,研究了高速直喷(HSDI)柴油机喷油系统参数与燃烧室结构参数对燃烧过程的影响规律,并结合缸内燃油蒸气空间分布和油气混合等特性对燃烧系统参数的影响规律进行了分析。为了定量描述油气混合特性,引入了湍流混合速率和混合气浓度方差的概念。另外,采用正交方法开展了喷油系统和燃烧室结构参数对指示功率影响的权重分析。结果表明：对于研究的燃烧系统,柴油机指示功率随燃烧室径深比的增加先增后减,径深比6.4时功率最大,且此时油气混合最均匀。针对不同径深比燃烧室,喷油系统参数对功率的影响权重不同。随着燃烧室径深比增大,喷油压力的影响权重减小。油束夹角的影响权重增大,喷孔数、孔径的影响权重减小。喷油定时的影响权重先减小后增大。     

柴油机电动可变气门正时机构特性

高强化柴油机通过实现米勒循环可有效控制爆发压力,进气门晚关角的加大导致有效压缩比的进一步降低,带来启动困难的技术问题,采用可变气门相位技术可有效兼顾爆发压力与柴油机启动的关系。研究设计一种全新的电动可变气门相位控制机构模拟试验装置,该装置由无刷直流电机、少齿差型减速机构及相关的测控系统组成,可实现高响应的相位调节,调节精度为±0.116°. 依 据机构的特征建立系统的数学模型,对电机特性进行试验校核,分析基本调节特性,优选控制初始PID参数。开展模拟台架试验研究,验证正时基本调节特性、启动调节特性及电压影响特性。结果表明：所设计的电动可变气门正时机构可实现基本的正时角度调节,兼顾米勒循环配气相位与启动工况配气相位;启动工况下5 s即可到达最大晚关角;模拟试验条件下,蓄电池电压降低对相位角提前有较大影响,但并不影响相位角延后。     

进气门晚关米勒循环对高强化柴油机燃烧和换气影响的研究

为了探索米勒循环技术对于燃烧和换气过程的影响,在1台高强化单缸柴油机上应用进气门晚关米勒循环进行了试验和仿真研究。进气门关闭时刻分别为上止点后-110°CA（原机）、-86°CA和-70°CA. 发动机试验在转速3 600 r/min、指示升功率77 kW/L、过量空气系数1.6的高强化运行工况下展开。通过对试验平台建立一维热力学计算模型进一步分析了米勒进气相位对换气过程参数的影响。研究结果表明：随着进气门关闭时刻的推迟,由于有效压缩比的降低,缸内压缩终了工质温度和压力均显著下降,在相同功率条件下最大燃烧压力和温度、最大压力升高率、排气温度均显著下降,有助于降低高强化柴油机缸内的热力负荷;随着进气门关闭时刻的推迟,压缩过程中的米勒损失和进气回流率增加,充量系数、泵气损失均下降;进气门晚关的米勒循环还明显降低了NO_x排放,改善了燃油消耗率。     

一种微侧压力活塞柴油机运动件的新构思、设计与分析

为了进一步提高目前高机动性运载车辆柴油机保险期、功重比,减少活塞组摩擦阻力,平衡活塞往复惯性力,作者构思了一种大功率微侧压力往复活塞式X型柴油机,文章阐述了该柴油机运动件的基本工作原理,开展了800kW功率级柴油机关键零部件的三维模型设计与运动学仿真及分析.所构思的该型柴油机与目前装备的柴油机相比,可具有保险期长、功重比高、活塞组摩擦阻力小、能完全平衡运动件往复惯性力等特点.     

超高增压柴油机补燃系统控制规律的探讨

本文探讨超高增压柴油机补燃系统控制规律.总结了4160型柴油机作为超高增压原理试验机的补燃系统控制规律.最后提出补燃系统的控制结构方案原理图.     

基于灰色关联分析的柴油机状况评估

柴油机是一个复杂的技术系统,单靠一个或几个参数对其进行评估不可能获得满意的结果。只有利用多参数融合的方法才能改进和提高评估的有效性。而灰色关联分析是将多个特征参数综合考虑的有效途径,所以提出利用灰色关联分析方法进行柴油机状况评估。在理论分析和大量对比试验的基础上确定了8个重要的检测参数,并根据统计计算,确定出各种状态的基准参数。在此基础上建立了利用灰色关联分析进行柴油机状况评估的模型。利用此模型对待检的柴油机进行验证,得到了和实际相符合的结果。试验结果表明,该方法计算简单,具有相当高的准确度,是一种有效的方法。     

故障预测与健康管理在舰用柴油机中的应用

为解决舰用柴油机传统事后维修和计划维修的诊断能力不足、经济可承受能力差等问题,应用故障预测与健康管理(prognostics and health management,PHM)的理念进行研究。在分析柴油机常见故障的基础上,建立舰用柴油机动力装置的PHM体系结构,对其中主要功能模块进行分析,提出PHM在舰用柴油机中应用尚需解决的问题。该研究为实现舰用柴油机的健康管理奠定了理论基础,对现有装备的维修保障和预研装备的设计开发具有一定参考价值和指导意义。