基于CFD的发动机冷却风扇气动噪声分析

介绍了发动机冷却风扇气动性能的试验方法,利用Fluent软件对C型风管式台架风扇性能测试系统进行了仿真模拟,得到了风扇的流量、静压及静压效率结果.根据风扇图纸上性能数据进行了仿真模型修正,基于修正后模型进行了风扇气动噪声仿真,并与测试进行对比.结果显示,在各测点噪声仿真与测试数值接近且变化趋势一致,验证了仿真方法的有效性,为风扇的优化设计、配套选型提供了参考依据.     

基于某型柴油机的天然气发动机性能优化仿真研究

针对基于某型柴油机改造的天然气发动机进行了性能仿真计算研究。通过建立天然气发动机仿真模型,对其结构参数进行了优化计算,并进行了增压器匹配计算。仿真计算得到了优化后的天然气发动机的性能参数,验证了该型柴油机改造为天然气发动机的可行性,并为基于柴油机改造的天然气发动机的性能提升与试验提供了理论依据。     

基于AVL-BOOST的某型柴油机配气定时优化

基于AVL-BOOST软件建立了某型柴油机工作过程计算模型。结合米勒循环及相关试验数据,通过改变配气定时优化柴油机性能。优化后仿真模拟得到的柴油机有关性能数据与实际试验得到的数据吻合性较好,验证了模型的准确性及优化方案的可行性。     

基于发动机吊耳材料非线性的有限元仿真研究

为了研究弹性材料与非线性材料在发动机吊耳有限元分析中对结果的影响,通过拉伸试验获取发动机吊耳所用材料的应力应变数据,利用有限元方法对发动机起吊过程进行仿真分析。仅采用材料的弹性属性时,当应力超过屈服极限后,所产生的应力为虚假应力,远大于实际情况;考虑材料的非线性属性时,仿真结果与发动机实际吊装情况一致,因此,证实基于材料非线性对发动机吊耳进行有限元仿真方法的有效性。     

某汽油机发电机螺栓断裂问题研究

针对发动机台架试验过程中出现的发电机螺栓断裂问题,间接的通过对整个系统的模态及强度进行仿真及方案优化,解决螺栓断裂问题,同时提升系统的安全性与可靠性,从而避免了对复杂的甚至无法仿真的螺栓本身的强度进行分析,使得螺栓断裂问题的仿真变的简单而容易操作。仿真计算模型在经过基于试验数据的标定之后,更加接近于实际模型,易于螺栓断裂时的问题的重现。经过多次方案策划与仿真分析,得到的样件在进行可靠性试验时没有再次发生断裂问题。     

轻微型无人机活塞发动机测控与建模方法

针对活塞发动机应用到油电混合动力无人机（unmanned aerial vehicle, UAV）系统中燃油经济性的不确定性,基于Arduino平台开发了一套轻微型无人机活塞发动机测控试验台,给出了试验台总体设计方案,介绍了测控系统的总体架构和功能。基于多元线性回归数据处理方法,对测控试验台采集到的数据进行处理,在MATLAB中将发动机等燃油消耗率曲线和等功率曲线拟合成三维模型,获得了活塞发动机万有特性曲线,在此基础上建立了活塞发动机稳态模型。此外,采用实验建模法在Simulink软件中建立了轻微型无人机活塞发动机动态模型,通过模型数据与实物数据进行对比,验证了建模方法的有效性。结果表明,测控试验台具有较高的稳定性与良好的精度,所建立的活塞发动机数值模型能够较好地表征发动机稳态与动态响应过程,该建模方法能够寻找到轻微型无人机活塞发动机工作高效区间。     

基于LMI的航空发动机状态反馈最优控制

提出了基于线性矩阵不等式(Linear Matrix Inequality,LMI)的带有时滞的离散分段线性系统状态反馈最优控制规律,并将其应用于航空发动机控制器设计中。基于某型双轴航空涡扇发动机地面试车非线性模型,使用小偏差法建立了该发动机离散线性状态空间模型。基于线性模型,实现了基于LMI的控制器增益的计算,并在非线性模型上进行了仿真试验。仿真结果表明,在大工况范围下,LMI控制器较传统的PID控制器,能有效缩短发动机的动态响应时间并降低超调量。     

用于控制的发动机转矩估计方法研究

有一定精度和实时性的发动机动态转矩估计模型,对机电混合电动汽车动力及传动系统控制有重要意义.对发动机动态特性的影响因素进行了分析;分析了平均值模型的优缺点,针对混合动力控制和建模仿真的需要,对模型进行了有效的简化,大大提高了模型的实用性;分析了混合动力中发动机的特定动态工况,建立了特定动态工况下的发动机神经网络模型;基于发动机稳态和动态试验数据,对平均值模型和神经网络模型进行了实证研究.结果表明,基于神经网络的简化平均值模型适用于发动机稳态工况和节气门开度变化率不大的动态工况;神经网络模型适用于发动机稳态工况和特定的动态工况.     

基于非线性卡尔曼滤波器的双通道传感器故障检测及隔离方法

航空发动机是典型的非线性系统,传统的基于线性模型的故障诊断算法忽略了高阶非线性特性,对诊断结果有一定的影响.本文建立了发动机改进平衡流形展开模型,提出了基于改进的平衡流形展开模型与容积卡尔曼滤波器相结合的双通道传感器故障诊断及隔离方法,利用双传感器的冗余性实现了快速灵敏地故障检测与隔离.所提方法在CFM-56发动机的模拟机上进行仿真试验,试验结果证明了所提方法的有效性.     

基于虚拟发动机模型的柴油机喷油控制策略仿真测试

在ECU开发过程中V型开发流程被广泛采用,模型在环仿真测试是V模式中的一个重要过程。为了在ECU开发早期有效避免模型错误,提高ECU开发效率,降低成本,基于六缸共轨柴油机模型建立了柴油机喷油控制策略模型在环仿真测试系统。此仿真系统主要包括2部分:柴油机喷油控制策略和六缸共轨柴油机模型。首先通过试验数据和模拟数据的对比,验证了六缸柴油机模型的正确性,再将此发动机模型应用于柴油机喷油控制策略模型在环仿真系统,以验证该控制策略的稳态和瞬态控制功能。     

柴油机瞬时转速的建模及仿真研究

通过利用等效圆盘等效轴法建立了两自由度的柴油机瞬时转速模型,并对其进行了仿真计算,由此得到了柴油机空车不同转速下和柴油机转速为1500r/min、不同负荷工况下的仿真结果,较为精确地揭示了瞬时转速的变化规律,为利用瞬时转速对柴油机进行状态监测以及故障诊断提供理论上的基础。     

基于CAE和单缸机试验的大功率发动机整机性能开发

为减少研发成本、缩短开发周期,采用CAE和单缸机试验相结合的整机开发技术进行大功率发动机的整机性能开发.首先对整机进行热力学计算,初步确定配气定时和增压匹配方案.在此基础上建立单缸机计算模型以及单缸机试验台进行开发试验,在单缸机上完成了供油系统以及燃烧室结构的优化,并根据单缸机实测的数据对计算模型进行修正和标定,进而可以更为准确地指导整机的性能开发.在介绍这一研制开发方法和装置的基础上,重点介绍采用其进行的大功率柴油机进、排气系统的设计开发和参数优化工作.     

Prediction of marine diesel engine performance under fault conditions

The diesel engine, due to its superior efficiency when compared to other thermal engines, is widely used for propulsion of marine vessels. Since in such applications the power concentration is critical, most marine diesel engines are of the turbocharged type. Turbocharging has a serious effect on engine performance due to the interaction between the turbocharger and the engine. This interaction makes the detection of engine faults extremely difficult since a specific fault affects the turbocharger and through it the engine. For this reason various methods have been proposed for the detection of engine faults. The present author has in the past presented a method for marine diesel diagnosis by processing measured engine data using a simulation model. In the present work a completely different approach is followed; an attempt is made to use a simulation model to predict marine diesel engine performance under various fault conditions. The method is applied to a newly built vessel powered by a slow speed two stroke marine diesel engine. Using the engine shop trial data obtained under propeller law the simulation model constants are determined, using an automatic method that has been developed. The comparison of results obtained with the data from the official shop trials confirms the accuracy of the model and its ability to predict almost all operating parameters of the engine. The model is then used to produce results by simulating various engine faults or faults of its subsystems. From this analysis their impact on various measurable engine parameters is determined. It is interesting to see that in the case of turbocharged engines some faults have a different effect when compared to naturally aspirated ones. Also, it is revealed that without the use of modeling in many cases it is relatively difficult to determine the actual cause for an engine malfunction, since the observed effects on engine performance are similar. The proposed method is promising and assists the engineer to understand the actual effect of various faults on engine performance. Also it can be used as a training tool since it is easy to simulate various engine faults, a procedure which is extremely difficult, if not impossible, to perform on the field.     

斯特林发动机动态特性的研究

建立了斯特林发动机动态系统的非线性数学模型,模型包括：发动机本体模型,温度控制模型,功率控制模型,负载模型等。     

硬件在环仿真系统中柴油机工作过程建模研究

基于容积法建立了1135型非增压柴油机工作过程的数学模型;介绍了柴油机缸内工作过程数学模型中主要参数的选择原则,发生倒流时进排气管内工质状态的计算方法和使用Matlab/Simulink开发柴油机模型的主要特点;对发生进气门处倒流时进气管内工质状态不同的计算方法进行了对比分析。仿真计算结果表明,基于容积法建立的非增压柴油机工作过程的数学模型对柴油机的动力性和经济性具有良好的预测效果;在非增压柴油机进排气管内热力过程的建模仿真中,可以忽略进气门处倒流对进气管内工质状态的影响。     

二甲醚发动机燃烧特性的试验与数值模拟研究

在一台直喷式压燃发动机上开展了二甲醚燃烧与排放特性的试验与数值模拟研究。测量了二甲醚在高压燃油泵内的泄漏量及其与发动机转速之间的定量关系,并就发动机分别燃用二甲醚和柴油的运转性能进行了对比试验研究,结果表明,发动机燃用二甲醚要比燃用柴油具有更好的性能与排放水平;另从二甲醚低温着火的化学反应机理人手,开展了其自燃着火过程的数值模拟研究,进而建立了计及温度、压力和燃空当量比因素的DME滞燃期数据库;通过将该数据库与发动机循环模拟程序相耦合,对DME发动机的运转性能进行了变参数预测分析,预测结果与试验结果吻合较好。     

表面振动法测量汽油机表面辐射噪声

对基于表面振动测算汽油机辐射噪声的方法进行了研究,首先对该方法的理论基础和数学关系进行探究,并以此理论为基础设计试验及数据处理方法。然后对一台四缸汽油机进行了实验验证,测量得到了表面振动速度,估计计算出发动机整机声功率和各部件的噪声贡献。实验表明测算噪声结果准确度较高,证明该方法能可靠有效地测得汽油机的辐射噪声。     

基于Matlab的发动机试验数据处理

运用Matlab语言对4125A柴油机调速特性试验数据进行处理,通过建立数学模型,编制程序描点法绘出数据图,得出最初的描点图,采用最小二乘分段多项式拟合法进行曲线拟合,得出较为完善的曲线图,对拟合前后的曲线进行了对比,证明Matlab的数据处理功能和绘图功能以及分段多项式拟合法的精确可靠.     

PA6柴油机消磁工况下瞬态特性的仿真研究

用Matlab／Simulink建立了一个基于充满一排空法的PA6柴油机瞬态工作过程模型,用此模型对PA6柴油机调速器、涡轮增压器和进排气管等系统对消磁脉冲的响应进行了分析。分析表明,该模型对稳态工况和瞬态工况都具有较好的预测能力。由此可以提出柴油机在消磁工况下各系统的相应改进方案。     

电控排气阀开启/关闭角度对智能化低速柴油机性能的影响

以RT-Flex60C大型智能化低速柴油机为研究对象,建立了智能化柴油机工作过程仿真模型,用自主开发的大型智能化柴油机电控排气阀系统硬件在环(HIL)仿真试验平台和柴油机台架试验数据验证仿真模型的正确性;在此基础上,对电控排气阀开启/关闭角度对柴油机性能与排放特性的影响进行了仿真计算分析。根据分析结果提出了RT-Flex60C机排气门开启/关闭角度的优化方案。