柴油机相继增压系统的理论与试验研究

在一台6缸中速船用柴油机上进行了相继增压系统的研究。试验结果表明,配有两台不同尺寸增压器的相继增压系统能显著改善柴油机的低转速性能。本研究设计加工的两个相继增压切换阀由微机根据运行工况自动控制,运作良好。一个经改善的“特征线法”程序被用以模拟计算所研究的相继增压排气管系,所得计算结果与实测相当吻合。     

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.     

新型相继增压系统对船用柴油机性能影响的研究

将传统定涡轮相继增压系统的主增压器替换为可变截面涡轮增压器（Variable geometry turbocharger,VGT）,完成VGT相继增压（VGT-Sequential Turbo Charging,STC-VGT）系统改造及其开度控制装置设计。通过试验,研究0%、10%、25%、40%、55%、70%、85%和100%八个不同开度对STC-VGT增压柴油机分别以1/2TC运行的性能影响。结果表明：STC-VGT系统1TC运行时,相比原机,动力性改善明显,NOx排放量升高,Soot排放量降低,同时,随着负荷的增加,燃油消耗率均呈现先降低后升高的趋势;以2TC运行,当VGT开度大于70%时,动力性整体相比原机有所下降,最大降幅约为1.16MPa,NOx排放量降低,Soot排放上升,燃油消耗率整体高于原机。之后,建立多目标灰色决策模型,通过主客观赋权的方法计算得出1/2TC各研究负荷所对应的最佳VGT开度,并根据燃油经济性最优原则确定STC-VGT系统1/2TC切换点为50%Pe0、切换开度为0%。最后,对STC-VGT系统性能进行评估,其结果表明：该系统以各负荷最佳VGT开度运行时,燃油经济性整体优于原机,且10%Pe0≤Pe<80%Pe0时,也优于传统定涡轮相继增压;同时Soot排放性能整体优于原机和传统定涡轮相继增压,但NOx排放与之相反。因此,柴油机采用STC-VGT系统动力性、经济性和Soot排放性均得到有效提升,但NOx排放性能有所下降。     

柴油机相继增压系统设计及性能模拟

随着增压压力的提高，高增压柴油机低负荷问题日益突出。作为有效的解决方案之一本文对相继增压系统进行了模拟研究，同时对该系统设计上的一些问题进行了讨论。     

船用柴油机相继增压系统性能研究

柴油机高增压会带来严重的部分工况问题,主要有部分工况热负荷较高和容易造成压气机的喘振．柴油机相继增压有效地解决了高增压柴油机低工况问题：改善了低工况燃油经济性,降低了热负荷、减少了喘振可能性等．     

相继增压柴油机燃气阀性能试验研究

针对某型相继增压柴油设计了一种新型的燃气阀。新型燃气阀采用了挡板蝶阀,密封材料采用石墨材料。在柴油机上新型燃气阀与原用燃气阀进行了性能对比试验,测量和对比了相继增压柴油机在不同负荷,不同增压器数下的油耗、涡轮前温度以及增压器的工作状态的一致性。结果表明,采用所设计的燃气阀后油耗最高降低了2 410mg/(kW·h),涡轮前温度降低10K以上,同时基本增压器和受控增压器的工作状态一致性得到了大幅度的改善,最大的转速差仅为600r/min。验证了新型燃气阀对柴油机性能有明显的改善。     

中速柴油机相继增压控制系统研制

以改善大功率中速船用柴油机性能,尤其是低工况性能为目的,研制了带进排气旁通和高工况放气阀的相继增压控制系统。详细介绍了该控制系统的整体结构、系统功能、工作流程等。采用可编程逻辑控制器(PLC)实现控制系统功能。试验验证表明:所研制的控制系统达到设计要求,工作安全可靠。     

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。     

车用柴油机与相继增压系统的匹配仿真研究

主要使用GT-power软件,根据设计要求对柴油机新选用的相继增压系统进行模拟仿真计算,通过使用相继增压系统的方法来提高柴油机在低工况下的动力性能,并使经济性能得到改善。增压系统提高功率后,采用优化燃烧的方法有效地解决缸内燃烧压力和温度偏高的问题。     

高增压系统相继增压技术的试验研究

本文报告了在一台ＭＷＭＴＢＤ２３４Ｖ８柴油机上所进行的相继增压试验研究结果．试验结果表明,相继增压系统不但可有效解决高增压后的柴油机低工况性能问题,而且能改善标定点的运行性能,从而可在整个运行范围内改善高速高Ｐｍｅ柴油机的工作性能。本文关于高增压系统相继增压技术的研究成果可用于高速高Ｐｍｅ柴油机增压系统的开发,提高高增压柴油机的性能指标与技术水平．     

基于模糊理论的增压系统故障诊断

提出了一种评判柴油机增压系统状态的新方法,增压系统的状态主要与进气管中空气的压力和温度有关,对上述两个参数进行模糊化处理,并利用模糊综合评判方法得出增压系统状态的准确评判结果,对评判不合格的增压系统,通过检测压力、温度、流动阻力等参数,提取反映故障状态的特征向量,利用模糊诊断技术可以实现对增压系统故障原因和部位的不解体诊断。     

基于神经网络技术的柴油机故障诊断

本文提出了一种新的柴油机故障诊断方法,利用柴油机表面振动信号经过小波包提取特征参数,然后由BP神经网络进行故障诊断。实验研究和计算机模拟的结果表明,这一方法是可行和有效的。     

基于切换点的三级大小相继涡轮增压系统研究

首先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,建立了三级大小相继涡轮增压系统柴油机模拟计算程序。利用该模拟计算程序,在切换点调整时,对三级大小相继增压系统进行研究。研究表明：与切换点固定的柴油机相比,选用可变切换点的三级大小相继涡轮增压系统的柴油机,更能改善各工况下发动机性能。     

小波神经网络法在柴油机故障诊断中的应用

用小波分析作信号处理手段提取柴油机振声信号特征量 ,以神经网络作为故障模式识别手段 ,进行了柴油机故障的振声诊断方法研究。针对柴油机振声信号的非平稳时变特性 ,应用小波理论中的小波包方法对其进行处理 ,结果表明小波分析是比傅里叶分析更为有效的处理柴油机振声这类非平稳信号的方法。在此基础上 ,研究了用神经网络实现根据小波包分解结果识别柴油机故障状态的方法。     

基于图像与神经网络的柴油机气门故障诊断方法研究

综合信号处理及模式识别理论,根据柴油机振动信号的特点,提出了一种柴油机气门故障诊断综合方法,详细阐述了将提取图像特征的神经网络法用于柴油机气门故障诊断的原理、过程以及故障分类。试验结果表明,该方法值得进一步研究。     

基于蚁群算法的神经网络在发动机故障诊断中的应用研究

BP算法在神经网络中应用较为广泛，但有收敛速度慢、易于陷入局部极小点的缺点。而蚁群算法是一种新型的模拟进化算法，有正反馈、分布式计算、全局收敛、启发式学习等特点。将蚁群算法和神经网络结合起来，应用于发动机故障诊断中，可以提高运算效率，具有广阔的应用前景。     

基于神经网络的内燃机活塞-缸套磨损的故障诊断

分析了BP算法。在MATLAB环境下以改进的BP网络为识别模型对内燃机活塞-缸套磨损的几种故障进行分类训练,并应用待识别的故障样本识别仿真。结果表明,该方法在活塞-缸套磨损诊断中是行之有效的。     

大小涡轮三阶段相继增压系统性能试验研究

对某型柴油机采用两台不同尺寸涡轮增压器的三阶段相继增压系统的性能进行了试验研究。对柴油机只采用小增压器、只采用大增压器和同时采用大小2台增压器并联3种不同增压方式进行了全工况试验,并通过对试验结果的比较和分析提出了大小涡轮三阶段相继增压系统方案,确定了以燃油经济性最优为原则的切换边界。之后,对大小涡轮三阶段相继增压方案进行了试验,试验结果表明其性能比原机有较大的改善,尤其是在低速大负荷工况,燃油消耗率最高降低约7.1%,碳烟排放最高降低达70.2%,涡前排温最高降低近12.6%。     

基于图像处理与神经网络的内燃机故障诊断研究

在提出应用图像处理进行故障诊断的基础上,探讨了利用内燃机振动信号产生图像的方法。在对振动信号进行重抽样处理的基础上,实现了振动信号的灰度图像表示,从缸盖振动信号的灰度图像中提取图像特征并对图像特征进行模糊化处理,设计神经网络分类器,实现了对气阀机构故障的诊断与分类。