汽车尾气蒸汽涡轮转化系统设计与分析

设计开发了一种汽车尾气蒸汽涡轮转化系统,其能够充分利用汽车发动机冷却系统中的冷却水和排气系统中废气的热量,实现燃烧热量的回收再利用。该系统主要由热水传送子系统、涡轮转换子系统、储能子系统、蒸汽传送子系统和换热装置子系统等构成。对该系统的主要构成和布置方式进行了研究,开发了适用于1.5 L发动机的汽车尾气蒸汽涡轮转化系统实物模型,并对影响热能转化效率的关键子系统,即涡轮转换子系统进行了试验测试。测试结果表明,该系统能够回收一定的能量,从而提高发动机燃料利用率。     

基于改进卷积神经网络的柴油机故障诊断方法研究EI北大核心CSCD

现有基于卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)的柴油机故障诊断方法易过拟合,网络收敛速度较慢、处理小样本数据时诊断精度低,针对以上问题,提出了一种基于改进CNN的“端到端”柴油机故障诊断方法。该方法在CNN架构上,采用指数线性单元(exponential linear units,ELU)作为激活函数及小批量训练方法加速模型收敛,用全局平均池化(global average pooling,GAP)代替全连接层以降低过拟合风险。基于台架试验的诊断结果表明:所提方法进行柴油机典型故障诊断的精度达到99.18%;与未改进模型及现有基于CNN的柴油机故障诊断算法相比,该方法在处理小样本数据集时仍保持最高识别精度。     

考虑封严涂层的航空发动机叶片碰摩过程

为了分析封严涂层对航空发动机压气机叶片碰摩过程的影响,进行叶片-涂层/机匣碰摩过程的仿真模拟和实验研究.建立叶片-涂层/机匣碰摩动力学仿真模型,通过仿真分析获取一定转速下叶片-机匣碰摩和不同侵入深度下叶片-涂层碰摩时的叶尖应力和碰摩力;搭建叶片-涂层/机匣碰摩实验台,通过碰摩实验获取一定转速下叶片-机匣碰摩和不同侵入深度下叶片-涂层碰摩时的碰摩力和机匣上的加速度,分别进行对比分析.分析结果表明：封严涂层的存在有效降低了叶尖的应力和碰摩力以及峰值频率下的机匣振动加速度幅值;碰摩力具有周期性的脉冲特征,碰摩力随着侵入深度的增加而非线性增大;机匣振动加速度峰值频率为叶片通过频率及其倍频,峰值频率下的加速度幅值会随着侵入深度的增加而增大且高频下的增幅较大.     

封严涂层脱落对高压压气机性能影响的数值模拟

目的研究封严涂层脱落对高压压气机转子工作稳定性、流场结构的影响。方法以某型航空发动机高压压气机末端第12级转子作为研究对象,生成单通道网格,选择Spalart-Allmaras一方程湍流模型,采用数值模拟的方法研究了起飞工况、不同脱落厚度下的叶栅通道内的流动特性。结果随着封严涂层脱落,高压压气机效率和总压比均降低,失速裕度呈指数型下降;脱落厚度为4τ时,工作流量下压气机达到近失速边界。工作流量下,随着封严涂层脱落,叶尖泄漏涡与来流交界面、二次泄漏流进入泄漏涡的位置前移,出现后返流和在叶尖前部反复泄漏的流线;脱落厚度≥3τ后,叶尖通道后部泄漏涡涡核剧烈膨胀,出现显著的低速团。非定常数值模拟中,脱落厚度为4τ时,叶尖泄漏流呈现出显著的周期性和自诱导非定常性,并存在瞬时涡破碎现象。结论封严涂层的脱落会大幅度降低高压压气机的工作稳定性,其主要影响因素为叶尖泄漏涡、二次泄漏流与主流相互作用形成的复杂流动及低速团,并具体表现为叶尖通道流场的非定常性。     

热机耦合作用下缸盖热状态影响因素研究

为研究发动机缸盖在热机耦合作用下的热状态,利用流固耦合方法对缸盖的温度、耦合应力、热疲劳进行分析。然后,基于最优拉丁超立方法以及椭球基(EBF)神经网络模型建立燃烧强度、冷却液流动参数、机械载荷及火力面最高温度、最大耦合应力、低周热疲劳可用因子的近似模型,进行其影响因素的研究。分析结果表明:在燃烧强度的变量中,缸内温度和缸内换热系数对缸盖最大耦合应力以及热疲劳可用因子影响最大;提高冷却液进口温度,虽然降低了缸盖热疲劳可用因子但也升高了火力面最高温度,增大冷却液进口流速虽然降低了火力面最高温度但也升高了缸盖热疲劳可用因子;缸内最大爆发力对缸盖热疲劳可用因子、螺栓预紧力对缸盖最大耦合应力影响效果显著。