瞬时转速的提取方法

本文通过台架试验，实测气缸内压力，并利用实测压力数据及建立柴油机瞬态转速动力学模型，进行瞬时转速仿真计算；同时实测瞬时转速信号，进行数据处理及其瞬时转速与柴油机工作状态的相关分析。     

船舶柴油机瞬时转速仿真计算模型的研究

瞬时转速波形分析法是以柴油机正常态瞬时转速波动规律为判据的分析方法,因此,瞬时转速波动规律的仿真计算非常草要.在分析柴油机瞬时转速仿真计算简化模型的原理和特点基础上,针对船舶柴油机指出了其不足之处,提出了一种基于柔性体的船舶柴油机瞬时转速仿真计算模刑,并以某型船舶柴油机为例,通过试验验证了基于柔性体模型仿真计算结果的准确性.     

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。     

现象学燃烧模型在LD485柴油机工作过程模拟中的应用

将现象学燃烧模型和进排气的计算方法结合起来对LD485直喷柴油机的工作过程进行了模拟计算，得到了整个工作循环的示功图和瞬时温度。重点介绍了现象学燃疵模型在工作过程计算中的应用以及不同转速和喷油提前角对燃烧过程中缸内压力和温度变化过程的影响，并对此做了分析，得到的规律为：缸内压力和温度随转速升高而升高，随喷油提前角增大而增大。用综合参数的计算结果和试验结果进行了对比，数据表明模拟计算的精度较高。     

柴油机动力学分析时转速边界条件施加方法的改进与应用

基于多体动力学分析软件,分析了柴油机转速边界条件对仿真结果的影响,改进转速边界条件的施加,并通过计算柴油机机械效率、不同工况下瞬时转速特性曲线对比、模拟过渡工况以及某缸发火异常等验证了该方法的正确性.通过该方法可以方便得到任意工况下的瞬时转速波动特性曲线,为以后仿真应用奠定基础.     

基于Kiva3v的柴油机进气和压缩过程模拟

借助专业的网格划分软件,生成带有螺旋进气道的柴油机分块结构化六面体计算网格,基于ki-va3v程序,建立了柴油机的进气压缩仿真模型。计算发动机倒拖的缸内压力,外特性工况点的进气量,并与试验值进行了对比,结果显示吻合较好。分析了缸内的滚流比与涡流比以及缸内的流场变化。缸内涡流比的变化过程对发动机转速的变化不敏感,在压缩上止点达到了最大值。缸内的气流流场在进气压缩过程中变化复杂,产生的涡旋经历了生成、发展和衰减的演变过程。在压缩过程中,缸内的湍流强度在燃烧室区域最强。     

多工况下内燃机示功图的试验测试与分析

进行多工况下内燃机示功图的试验测试研究与分析可以对内燃机工作性能进行全面考察。阐述了多工况下示功图测试的基本方法,并结合某柴油机,通过试验对不同负荷、转速条件下的示功图测量结果进行了详细的对比分析。研究结果表明,转速条件一定时,在膨胀做功阶段,高负荷时的缸内压力明显要高于低负荷时的缸内压力,而在其它阶段,不同柴油机负荷条件下缸内压力大小差异不明显。在同种大小负荷程度下,随着转速的增加,缸内最大爆发压力的变化不是很明显。但在同一转速下,缸内最大爆发压力随着柴油机负荷的升高明显增加。     

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...     

气门二次开启策略对柴油机性能及能量损失的影响

基于一台两级增压高压共轨柴油机,建立了整机一维热力学仿真模型,研究不同气门二次开启策略对柴油机燃烧特性、NOx排放及能量分布的影响.研究结果表明:在相同气门升程时,随进气门、排气门二次开启时刻提前及进排气门同时二次开启时刻间隔增大,缸内压力和瞬时放热率峰值升高,燃烧重心前移,有效热效率升高,燃烧温度升高,NOx排放升高...     

基于瞬时转速相关分析的柴油机工作均匀性检测

将瞬时转速信号相关分析应用于柴油机缸内工作过程均匀性的检测与诊断，对不同气缸压缩、做功时间段的瞬时转速信号的互相关函数的特征及其与柴油机工作状态之间的关系进行了分析讨论。研究表明：利用相关分析方法来监测各缸工作过程的差异是可行的。     

The influence of engine speed and load on the heat transfer between gases and in-cylinder walls at fired and motored conditions of an IDI diesel engine

In this study, the heat transfer characteristics between gases and in-cylinder walls at fired and motored conditions in a diesel engine were investigated by using engine data obtained experimentally. For this investigation, a four-cylinder, indirect injection (IDI) diesel engine was tested under different engine speeds and loads. The heat transfer coefficient was calculated by using Woschni expression correlated for the IDI diesel engines, and also using Annand and Hohenberg expressions. The temperature of in-cylinder gases were determined from a basic model based on the first law of thermodynamics after measuring in-cylinder pressure experimentally. The results show that the heat transfer characteristics of the IDI diesel engine strongly depend on the engine speed and load as a function of crank angle at fired and motored conditions.     

各种因素对柴油机气缸内气体和壁面传热影响的研究

在一台单缸柴油机上，采用表面热电偶测量气缸盖壁面的温度波动，应用一维非稳态传热模型计算了气缸盖壁面不同位置的瞬态传热率。在此基础上，分析了转速、负荷、冷却水温、进气温度、压缩比、壁面不同位置等对壁面温度波动和瞬时传热率的影响，得出柴油机气缸内燃气和壁面间的瞬态传热与壁面温度波动水平有关，气缸内气流速度对气缸内传热有较大的影响等结论。     

船用中速柴油机缸压闭环控制技术仿真研究

针对船用柴油机工作不均匀及循环波动对柴油机性能和振动噪声的负面影响问题,以6L16/24-CR型船用中速柴油机为对象,使用软件在环仿真技术对缸压闭环控制策略进行仿真分析。建立能模拟各缸不均匀性和循环波动的柴油机实时模型,从气缸压力中选取能指示柴油机各缸燃烧状态的反馈变量,根据反馈变量和控制变量之间的动态关系开发缸压闭环控制策略,建立由柴油机实时模型、气缸压力反馈变量、控制策略和喷油控制变量构成的软件在环仿真平台,在该软件在环仿真平台上对缸压闭环控制策略进行闭环仿真。结果表明,开发的缸压闭环控制策略能满足船用柴油机的控制要求,在仿真环境下能改善约99%的各缸不均匀。     

舰船主柴油机缸内过程监测与诊断技术研究

简述了利用示功图分析法、振动分析法和瞬时转速分析法对柴油机缸内过程进行监测与诊断的原理和特点,探讨了各种方法在舰船主柴油机上的应用前景.阐明了电子示功器测录示功图的原理,并在6PC2-5L型主柴油机上进行了示功图的实船测录与分析.实际应用证明了示功图监测的效果,能较好地掌握主机的运行状况.     

Experimental and numerical study on the combustion limiting characteristics and design margin of a marine diesel engine

In this paper, a working-process simulation model was established, and the characteristics regarding the diesel engine maximum output power were analyzed under different limiting parameters. The design margin of the marine diesel engine is obtained through numerical and experimental study. Then, the simulation model and single cylinder diesel engine test were used to investigate the theoretical determination method of limiting characteristic lines and design margin area. It can be found that using least-square method to fit the calculation results can achieve quantitative analysis of limiting characteristics, and then the design margin area can be confirmed. The analysis results show that the maximum output power of the diesel engine is limited by in-cylinder pressure, turbine speed and exhaust temperature. The limiting parameters of maximum output power are different at different speeds, and the trend with speed of maximum output power are also different under different limiting parameters. Furthermore, the analysis of the operating area shows that the margin of the marine diesel engine at rated speed is about 27%, and there is a large design margin when operating at high speed.     

天然气-柴油双燃料准均质燃烧过程的研究

通过发动机缸内分析法,对发动机的典型工况燃烧特性进行了试验研究,结果表明,天然气-柴油双燃料在低速时具有比燃烧纯柴油高的指示压力,最高爆发压力大于纯柴油,最大压力升高率也具有相同的规律,且双燃料的循环变动量大于柴油;而在中、高转速下,其具有与低速情况相反的规律。     

预测柴油机气缸内火焰辐射传热的一个单区模型

建立了一个以压力示功图为基础来计算柴油机气缸内火焰辐射传热的一个单区模型,利用该模型对一台直喷柴油机气缸内火焰辐射热流量随曲轴转角变化情况进行了计算,并计算结果与实测结果进行了比较,表明该模型能较好预测所缸内火焰辐射传热量,在工程上有应用价值。     

基于瞬时转速和机器学习的船用柴油机健康状态评估

在一台Z6170型船用中速柴油机上进行了发动机故障模拟试验。首先,将不同工况下监测的瞬时转速信号的多维特征参数进行极差(MIN-MAX)标准化处理,并利用t-分布领域嵌入(t-SNE)算法对特征参数进行降维处理。然后,采用随机森林(RF)算法建立了发动机气缸故障诊断模型。结果显示,监测蕴含柴油机运行状态丰富信息的瞬时转速信号,采用tSNE和RF算法建立的柴油机运行状况评估及气缸故障诊断模型可以有效评估发动机健康状态,以保证其安全可靠运行。     

基于试验缸压曲线的船用柴油机燃烧噪声分析

基于某船用柴油机单缸试验机的试验缸压曲线,采用频谱分析的方法,建立缸压曲线和燃烧噪声之间的关系。根据柴油机的燃烧过程,将缸压曲线分解为倒拖缸压、燃烧振荡压力和"剩余"燃烧压力曲线。分析发现:在全负荷工况,10～300 Hz低频声压值主要由倒拖缸压决定; 1. 8～20 kHz高频声压值主要由燃烧振荡压力决定; 0. 3～1. 8 k Hz中高频声压值主要由"剩余"燃烧压力决定。分析表明:喷油正时提前,中低频的声压值增大,高频声压值略有增大;柴油机转速上升,全频段的声压值均增大;负荷越大,10～600 Hz的声压值越大,对2～20 kHz的高频燃烧噪声影响较小。