某柴油机燃烧系统数值仿真及改进设计研究

以某高升功率柴油机燃烧系统为研究对象,首先采用AVL-Fire软件对燃烧过程进行了三维数值仿真,分别采用WAVE模型、Dukowicz模型以及旋涡破碎(EBU)模型描述雾化、蒸发以及燃烧过程。采用k-ε双方程湍流模型描述湍流流动,数值结果与实验值对比验证了所采用计算模型的合理性,然后对原型机燃烧过程中的三维流动、传热以及燃油分布状况展开分析,得到了原型机燃烧系统的不足之处,在此基础上,根据高升功率柴油机对燃烧过程的要求,对燃烧室结构进行改进设计,并进行相应的三维数值仿真。改型前后的燃烧系统数值结果对比表明,燃烧室形状对燃烧系统的性能影响很大,改型后的燃烧系统在燃烧组织方面得到显著改进,放热率与有效功率得到明显提高。     

高压共轨柴油机喷油系统性能仿真研究

对高压共轨喷油系统高压油泵、共轨管、电控喷油器等进行了分析,建立了高压共轨喷油系统数学模型;采用GT-FUEL以燃油流动过程为基本流动模型建立了高压共轨喷油系统仿真模型;对高压共轨喷油系统进行了台架试验,对试验结果进行了分析,并对仿真模型的计算精度进行了验证,误差在8.1%以内.     

柴油机进气道三维仿真及优化

利用PRO/E建立了6V150柴油机的进气道三维CAD模型,并在软件FIRE中进行了三维流动仿真,计算出的进气道流量和在稳流吹风实验台上所测的结果有较好的一致性.通过分析进气道内部三维流场及横截面面积变化,对进气道提出了缩小气门杆后部的气流停滞区、光滑处理气道的拐角、加大进气门座的直径、减短分叉处的肋壁等优化办法,对优化模型的仿真结果证明,缩小气门杆后部的气流停滞区既可以提高气道的流量4%～11%,又对气缸盖的布置及进气门的影响很小,是一种有效而又合理的改进办法.     

494Q柴油机润滑油压力分布规律的测量与分析

采用柴油机台架试验方法,测量了主油道、增压器、气缸盖处润滑油压力随柴油机转速、负荷及润滑油温度的变化规律.结果表明:转速在怠速至3 200 r/min之间,各测点处润滑油压力随转速的增大而升高,转速超过3 200 r/min后,各测点处润滑油压力变化不大;相同转速下,3个测点中主油道压力最大:标定转速3 600 r/min时,随柴油机负荷及润滑油温度的升高,各测点处润滑油压力有所降低.此外,考察了传动比对柴油机各测点处润滑油压力的影响,结果表明:柴油机转速相同时,提高机油泵转速后,各测点处润滑油压力有所提高,压力最大相差约为0.1 MPa;转速超过2 900 r/min后,传动比的变化对各测点处润滑油压力变化影响不大.     

压力仿真系统的大深度与高精度控制研究

设计了一种三级压力传感器反馈的水下航行器压力仿真系统方案,重点对压力仿真系统的大深度、高精度控制方法进行了研究。通过提高小量程压力传感器的抗过压能力和设计多压力传感器的自动切换模块,可以使系统具有大的仿真范围,在小深度处有很好的精度设计要求,又避免了压力跳动,保证了控制系统的稳定性。验证结果表明,系统设计满足控制精度要求。     

高原地区柴油机机油流动损失仿真与试验研究

针对某些柴油机在高原地区出现的机油压力偏低问题,通过试验测试、理论分析与计算流体力学仿真,对润滑系统各处的机油流动损失进行研究。研究结果表明：环境压力影响整个油路的基础压力,随着海拔的升高,压油泵前压力随环境压力等量降低,导致泵前机油汽化出现了吸空现象,使得机油质量流量下降,主油道压力明显降低;流量一定时,随着管径的增加管路流动损失逐渐降低,但流动损失变化率逐渐变小,直角弯头对流动损失影响很大,当弯管半径与管道半径大于1.5后,流动损失变化趋于平缓。试验表明：采用改进方案后,在低转速区域,发动机机油压力增加30%左右,中、高转速的机油压力提高50%以上。     

对置活塞二冲程柴油机换气子阶段完成比例研究

针对对置活塞二冲程柴油机自由排气、扫气和后充气3个换气子阶段,开展不同换气子阶段对换气过程影响研究,了解不同换气子阶段在整个换气过程中的完成比例。以某对置活塞二冲程柴油机为研究对象,在建立一维仿真模型并验证其准确性的基础上,通过缸内二氧化碳质量的变化研究了该柴油机3个换气阶段在整个换气过程中的完成比例。通过改变转速、压差和排气背压研究了这3种影响 因素对不同换气阶段的影响。结果表明：该柴油机在发动机转速1 200 r/min、压差0.013 MPa、 背压0.18 MPa时,自由排气、扫气和后充气3个阶段在换气过程中的完成比例分别为64.42%、35.57%和0.01%;自由排气完成比例随着转速的增加而逐渐下降,扫气阶段完成比例逐渐增加;进排气压差的影响效果与转速相似;排气背压的改变对不同换气阶段完成比例的影响不明显,只对换气过程中缸内二氧化碳的质量变化影响较大。     

压力仿真系统模糊自适应PID控制

针对压力仿真系统实时、高精度的要求,提出了将模糊控制理论和PID控制结合起来构成模糊自适应PID控制器的方法。利用模糊控制规则在线对该控制器PID参数进行了整定,增强了PID控制器的调节控制能力。并在基于MATLAB/Simulink的仿真环境下,对模糊自适应PID控制器进行了验证。结果表明,与传统PID控制器相比,该控制器可有效提高系统的动态响应性能,具有很好的稳定性。     

车用内燃机润滑系的流动仿真研究

论述了车用内燃机润滑系流体网络的组成及工作原理，并对流体网络中的关键部件机油泵、滤清器、轴承、活塞喷嘴、机油散热器等进行数学建模，从而构成润滑油流体网络的计算模型。在此基础上，通过分析该流体网络的工作情况，提出了计算仿真流体网络中流量与压力分布的方法，并对几种工况计算结果进行了分析和总结。     

匹配二级顺序增压系统的柴油机高原特性仿真

为了满足柴油机在海拔0～5500 m内功率输出要求,提出了二级顺序增压系统的方案.针对CA6DL2柴油机,根据高原功率恢复指标计算确定了增压系统参数并进行了低压级增压器的选型.利用循环模拟软件GT-Power进行了柴油机高原特性仿真计算.结果表明:发动机与二级顺序增压系统匹配良好,在保持平原输出功率不变的同时,海拔5 ...     

BMEP达1.77MPa的双卷流燃烧系统试验研究

本文提供了双卷流燃烧系统（ＤＳＣＳ）推广到高增压下的试验结果，试验是在科研用高增 压１１５０Ｇ单缸柴油机上进行的，平均有效压力（ＢＭＥＰ）达到１．７７ＭＰａ，试验表明ＤＳＣＳ性能良好，工作可靠．     

柴油机循环模拟中耦合瞬态传热模型的研究

本文叙述了一个用于柴油机循环模拟研究的瞬态传热模型。其中缸内对流传热采用了紊流模型;辐射传热考虑了绝热火焰温度和平均气体温度的影响;燃烧室壁热传导采用了周期性瞬态热传导模型。该模型与柴油机热力循环模型相耦合,用于预测柴油机的周期性瞬态传热过程,包括瞬态对流传热系数、瞬态对流和辐射传热率以及燃烧室表面的温度波动现象。文中还介绍了该模型的应用情况。     

高功率密度柴油机设计问题的仿真

对目前军用柴油机领域提出的高功率密度(HPD)柴油机（升功率92kW/L)进行较为全面的仿真分析,得到各主要因素对HDP柴油机性能的影响规律,提出如何设计实现柴油机的超高升功率化及实现过程中需要重点解决的技术难点。     

特种车辆柴油机燃烧室与共轨系统模拟匹配计算与分析

针对某型特种车辆柴油机,建立三维工作过程模型,进行模拟计算。通过比较模拟计算结果与试验测量数据对模型进行验证。选用不同结构的直口型和缩口型燃烧室,模拟匹配共轨系统,进行数值计算与分析。计算结果及分析表明：采用改进后的燃烧室与共轨系统匹配,能明显提高该型柴油机的性能。     

柴油机排气氧化催化转化器故障诊断技术方案的仿真分析

柴油机排气氧化催化转化器(DOC)是一种重要的柴油机排气后处理技术,其在线故障诊断是柴油车车载诊断系统(OBD)的重要内容之一.根据DOC在线故障诊断技术研究的需要,采用仿真分析方法对以DOC前后排气温度和排气背压作为DOC催化剂老化、载体堵塞以及破损等失效故障诊断参数的在线诊断方案进行了分析.研究结果表明:在一定柴油机工况下,以DOC前后排气温度和排气背压结合一定的诊断算法对DOC的失效故障进行诊断是可行的.