中速大功率柴油机工作过程的模拟

利用AVL BOOST软件,以某12缸中速柴油机为研究对象,建立了柴油机实际工作循环的计算模型.对柴油机的实际工作过程进行了模拟计算.分析了压缩比和米勒正时对柴油机性能参数的影响.结果表明,计算模型是正确的,结果是可靠的.压缩比的增大有利于改善柴油机的燃烧性能和提高柴油机的经济性能.采用米勒循环可以有效降低柴油机NOx...     

大功率中速米勒循环柴油机NO_x排放特性数值模拟

分别采用AVL Boost和Fire软件建立大功率中速柴油机整机及缸内仿真模型,并使用柴油机台架性能实验结果进行标定和验证,分析多种Miller正时、压缩比及喷油正时设计方案对柴油机燃烧和NOx排放的影响规律。研究结果表明:进气门关闭正时提前会使NOx排放下降且预混合燃烧部分放热率峰值升高;提高几何压缩比使Miller循环方案的预混合燃烧部分放热率峰值降低,NOx排放降低,燃油经济性提高,但会导致缸内爆压剧增;配合深度Miller正时和高压缩比,推迟喷油正时曲轴转角为2°,可在保持燃油经济性的前提下实现较低的NOx排放性。     

船用中速机中压共轨电控燃油喷射系统

为提高船用中速机燃油喷射系统性能,减少有害物排放,研制开发一种柴油机中压共轨液力增压式电控燃油喷射系统.以润滑油作为工作介质对燃油进行增压和喷射,无需增加其他增压机构和更换喷油器,结构简单.设计了系统的硬件和软件,并在油泵试验台架上对该系统进行性能试验.结果表明:系统的响应速度快,控制精度高;喷油量、喷油压力和喷油正时控制灵活,调节范围大.系统的工作性能和技术指标可满足船用中速柴油机对电控系统的要求.     

柴油机强化燃烧过程模拟及性能预测

建立了直喷式增压柴油机强化燃烧过程的准维数学模型 ,开发了一套可模拟及预测柴油机性能和排放的软件 ,模拟计算及优化分析柴油机的工作过程和燃烧性能 .对四气门直喷式1 35型增压柴油机的应用表明 ,该软件具有预测精度高、优化参数选择灵活、操作方便等特点 .     

N6160ZC型柴油机工作过程模拟计算与优化

N6160ZC柴油机是一种广泛使用于我国海洋船舶的中速增压四冲程柴油机，本文根据其工作原理和结构特点，对柴油机工作过程进行分析，建立了气缸内工作过程物理模型和数学模型，用龙格一库塔法对微分方程组进行求解，得到柴油机各循环的过程参数以及整机综合参数．在对工作过程计算的基础上，运用SW1FT方法，以有效油耗率为目标函数，以喷油定时、燃烧持续角等为优化变量，对工作过程进行优化计算，得到部分负荷工况下的最佳喷油定时由此，可以进一步对高压喷油泵柱塞头部线形进行设计，     

4190船用增压四冲程柴油机进排气系统建模

基于MATLAB/Simulink仿真平台,构建4190型船用增压四冲程柴油机的非线性仿真模型,进行进、排气系统的仿真计算.以4190 ZLC-2型船舶中速柴油机为例,并将仿真结果与实验结果进行对比,验证了柴油机仿真模型的正确性.利用该仿真模型进一步研究进、排气系统对4190ZLC-2型柴油机功率、扭矩、燃油消耗率、充气效率等参数的影响.结果表明:柴油机进气总管直径偏移+20mm与排气歧管直径为65mm时,4190型柴油机经济性和排放性达到最优,为190系列船用中速柴油机性能优化设计提供了依据.     

大型船舶柴油机性能模拟及优化计算

在Matlab仿真环境下建立了某大型低速二冲程船用柴油机的零维模型,并利用柴油机推进特性的实验数据验证了模型的准确性.基于仿真模型,分析了不同压缩比和燃烧始点对柴油机标定工况下主要性能参数的影响.利用Isight-Matlab联合仿真优化平台,以柴油机油耗为优化目标,以最高爆发压力、最高爆发压力与压缩压力之差、最高燃烧温度和排气温度低于限制值为约束条件,对标定工况下柴油机的压缩比和燃烧始点进行联合寻优.仿真计算结果表明,标定工况下柴油机的经济性和动力性均有一定改善.     

柴油机强化燃料过程模拟及性能预测

建立了直喷式增压柴油机强化燃烧过程的准维数学模型,开发了一套可模拟及预测柴油机性能和排放的软件,模拟计算及优化分析柴油机的工作过程和燃烧性能。对四气门直喷式１３５型增压柴油机的应用表明,该软件具有预测精度高,优化参数选择灵活、操作方便等特点。     

船用四冲程增压柴油机整机建模与故障模拟

利用AVL_BOOST软件建立4190系列船用四冲程增压柴油机整机模型,并对柴油机额定工况进行仿真计算,通过柴油机额定工况下的实机实验数据对BOOST模型进行修正,直至仿真模型计算结果与实验数据吻合.利用验证的BOOST仿真模型,结合4190系列中速柴油机的特点,根据柴油机的故障分类对柴油机额定工况下的供油定时、单缸供油量不均匀、活塞环漏气、涡轮增压器效率降低和空冷器冷却效率下降故障进行仿真计算,得出不同故障下柴油机性能参数与热工参数的变化,为柴油机故障的诊断与排除提供一定参考.     

可变压缩比摆盘柴油机的探讨

本文综合分析了国内正在研制的摆盘柴油机的特点。在此基础上提出了一种新的可变压缩比摆盘柴油机的工作原理。在这种柴油机上便于实现高增压,因而可能获得先进的重量和尺寸指标。     

电控旁通阀涡轮增压器匹配计算研究

采用发动机性能仿真软件GT-power建立了带废气旁通阀电控系统的涡轮增压汽油机模型,基于增压压力随旁通阀开度变化的情况,确定了控制系统的特性参数值.根据不同增压压力下涡前压力的变化规律以及汽油机动力性能的要求对废气旁通阀开度进行标定,分析了增压器与汽油机联合运行性能并进行了实验验证.结果表明,选配的小尺寸涡轮确保了汽油机的低速性能;建立的控制系统实现了对增压压力多目标值的连续控制,高速时没有发生因增压压力过高而导致爆燃和增压器超速的现象.     

废气涡轮增压器旁通阀开度优化研究

采用GT-Power仿真软件建立了小面径比(A/R)增压柴油机仿真模型;并通过发动机台架试验验证仿真模型计算结果的准确性和合理性。在此基础上对外特性各转速下旁通阀开度进行了标定和优化;并分析不同开度对柴油机性能的影响规律,以及高速工况下涡前压力和进气压力两者对柴油机性能的影响。结果表明匹配小涡轮时,通过优化旁通阀的开度可以使进气压力和涡前压力平衡;并提高中高速扭矩,改善经济性。高速时,涡前压力是影响柴油机性能的主要因素。     

高压共轨柴油机燃烧室匹配设计

在柴油机引入高压共轨喷油系统后,进行了柴油机燃烧室参数设计匹配研究.提出了高压共轨喷油系统对燃烧室的结构要求.分析了高压喷射用燃烧室的结构设计因素,给出贯穿距离、压缩比、口径比以及径深比合理取值范围,提出了燃烧室匹配设计流程,设计493柴油机的不同结构缩口燃烧室.进行了不同方案燃烧室的匹配实验,实验数据表明,6喷孔及缩口大口径浅坑燃烧室是该柴油机燃烧系统较合理的方案.     

挖掘机混合动力系统控制器设计

以减小柴油机转速波动为目标,设计了挖掘机混合动力系统控制器.该控制器以液压泵需求扭矩、液压泵转速和蓄电池SOC为输入参数,以柴油机转速、柴油机扭矩和电动机扭矩为输出参数.提出了基于模糊控制的柴油机油门开度控制方法.建立了基于MATLAB的混合动力系统控制器性能仿真模型.对挖掘工况和平整工况下的控制器性能进行了仿真分析.仿真结果表明：控制器能实现柴油机和电动机的协调控制;在整个工作过程中,柴油机的转速基本不变.     

相继增压柴油机线性模型动态实时仿真

相继增压技术有效地提高了高压比柴油机在部分负荷时的性能,然而,相继增压系统切换过程的瞬态性能比较复杂,需要深入地研究.基于Simulink/Matlab软件平台建立了相继增压柴油机线性化仿真模型,并对其进行了动态仿真.通过仿真计算,能很方便地了解柴油机各性能参数之间的变化关系.     

利用模式识别技术提高燃烧激励响应信号信噪比

针对实测缸盖表面振动信号中的耦合低频干扰信号,提出了在内燃机曲轴转角域建立往复惯性力激励响应信号模型的方法,利用模式识别技术辨识模型参数,剔除往复惯性力激励的影响,以提高燃烧激励响应信号的信噪比,并利用195型单缸柴油机的测试结果对所提出的方法进行验证.结果表明:选用压缩过程初期的数据进行模型参数辨识、采用4阶模型描述往复惯性力激励响应信号可以获得较为理想的效果;而瞬时转速波动对模型参数辨识的影响不显著;采用模式识别技术剔除往复惯性力激励响应信号后,实测的振动速度信号与压力升高率信号在峰值压力前后角度域内的相关性明显提高,从而验证了所提出方法的有效性.     

EGR对柴油机燃烧影响模拟

 废气再循环（EGR）作为控制缸内NOx生成的一项技术已广泛应用在现代直喷柴油发动机上。但EGR对氮氧化合物（NOx）、碳烟（Soot）排放的影响原因尚未被完全理解。为了全面分析EGR的特性,建立了基于GT-POWER的柴油机仿真模型。根据柴油机的基本结构,该模型为带有EGR系统的增压直喷柴油机一维流体动力学循环仿真模型。在分别固定进气压力和空燃比两种情况下,对EGR影响柴油机燃烧的特性进行了研究。结果表明,在恒定进气压力和EGR温度的情况下,随着EGR率的升高,缸内压力升高率减小,最高缸内爆发压力降低,燃烧放热始点推迟,燃烧峰值放热率升高。EGR导致Soot升高燃油经济性降低。在恒定进气空燃比和EGR温度的情况下,随着EGR率的升高,缸内压力的升高使燃烧放热始点提前,废气的惰性气体特性延缓燃烧成为次要因素。EGR的加入使燃烧恶化放热率降低。缸内的燃烧温度降低,减少了NOx的生成。小EGR率可以改善Soot的排放情况。所以在不同的边界条件下引入EGR的作用不同,在EGR控制策略中,利用控制进气空燃比的EGR控制方法并没有完全利用EGR特性,应该形成分别控制空气质量流量和EGR率的气路控制策略。在恒定EGR率的情况下,EGR温度的升高缩短了燃烧滞燃期,燃烧始点提前放热率峰值降低。最终缸内气体温度升高,NOx排放升高,Soot有轻微的改善,表明为了更好控制EGR系统,应对EGR温度进行控制。     

高压共轨喷油系统改善柴油机排放性能的分析

在深入讨论柴油机排放特点和对喷油系统要求的基础上,以ECD-U2系统为例分析高压共轨喷油系统的结构特点及其对柴油机性能的改善,尤其是在控制排放方面所起的作用,并介绍了ECD-U2系统的实际应用情况.