机匣引气再循环拓宽压气机工作范围的仿真研究

高压比离心式压气机高效率工作范围窄,喘振裕度低。为了拓宽其高效工作范围,将机匣引气再循环技术应用于高压比离心式压气机。采用数值模拟方法对其进行仿真研究,对各结构尺寸对压气机性能的影响进行对比。结果表明,引气再循环系统使该离心压气机各转速下稳定工作范围平均拓宽13%以上,喘振裕度最大增加11%。抽吸槽与分流叶片的距离在引气再循环结构尺寸中对离心压气机性能影响最大,其次是抽吸槽的宽度,其余结构尺寸对其影响较小。引气再循环使压气机叶轮入口相对马赫数分布更加均匀,减弱叶片前缘局部高马赫数的现象,使叶片入口正攻角减小,抑制了叶片表面边界层的分离。     

船用柴油机均值模型建模及仿真研究

柴油机模型的研究是探究柴油机性能、实现虚拟仿真的基础,可缩短仿真计算时间、有效节约柴油机开发成本。本文以RK270柴油机为研究对象,使用GT-POWER软件建立稳态性能仿真模型,在此基础上,采用仿真精度高、计算速度快的平均值法,以C++语言建立柴油机平均值模型,并归纳通用的平均值模型建模标定校核流程;提出二元响应拟合的方法,解决了涡轮增压器特性参数处理困难的问题,并借助数学工具,获得了压气机主要工作区域内拟合精度较高的模型。完成模型开发后,分析了8组工况下的仿真结果,通过误差分析,验证了模型的准确性,丰富完善了柴油机建模理论和方法,可应用于实时控制模型的动态仿真或者实现与船舶动力系统的交互。     

RBF神经网络对STC柴油机调速系统性能改善研究

传统的PID调速系统由于比例、积分以及微分系数是固定不变的,在很多情况很难确定它们最佳的组合,出现切换过程转速波动大、调速效果不理想等问题。为解决上述问题,结合RBF神经网络与传统增量式PID调速系统建立了一种具有自适应功能的径向基神经网络PID(RBF-PID)调速系统,与此同时分别使用增量式PID与RBF-PID两种调速系统对某STC柴油机从1TC切换至2TC状态以及突加速情况进行调速控制模拟。结果表明:当采用RBF-PID调速系统时,STC柴油机切换过程的最大转速波动比增量式PID调速系统下降51%,且回归至稳定转速的时间减少28.6%;同时在突加速情况下的稳定时间比增量式PID调速系统下降72.6%,且转速超调量仅为3 r/min。     

相继增压柴油机废气再循环性能评估及最优决策

针对增压柴油机废气再循环(EGR)性能评估及最佳EGR率确定问题,提出了一种基于优化多目标灰色决策的评估方法。该方法选取柴油机主要运行参数为决策目标,以不同EGR率下各性能参数的实验数据作为效果样本矩阵,构建初始多目标灰色决策模型;将EGR燃烧与排放性能之间的折衷问题转化为决策模型的目标权重问题,根据增压柴油机不同工况下的EGR特点,采用专家打分初步确定NOx的排放量权重经验指数,通过灰关联分析法求解初始主观权重,并结合熵权法分析求解主客观综合权重,最终建立不等权多目标灰色局势决策优化模型。基于Matlab Guide设计并创建了增压柴油机EGR性能评估及决策仿真平台,仿真结果表明:优化后的模型及仿真平台可以实现不同工况下EGR率的性能评估及最优决策,且有效提高了仿真效率,决策结果较为合理,与目前普遍采用的确定原则基本保持一致,对增压柴油机EGR的优化研究及工程应用具有一定的参考意义。     

灰色系统理论在柴油机喷油提前角优化中的应用

为获得某型高压共轨柴油机的最佳喷油提前角,对其按推进特性,在1 134 r/min、25%负荷;1 429 r/min、50%负荷;1 629 r/min、75%负荷;1 800 r/min、100%负荷4种工况进行了实验与仿真,分析了不同喷油提前角对柴油机的动力性、经济性、排放性的影响,运用灰色评价理论,通过灰色关联度分析与权重分配,得出每个工况不同喷油提前角对柴油机性能综合影响因子的排序,4种工况的最佳喷油提前角分别是13、14、23、25°CA。     

步进电机在柴油机VGT控制中的应用

采用可变几何涡轮增压器(VGT)是改善增压柴油机低工况的有效方法.在此,介绍了一种以STC89C52单片机为核心,输入采用光电隔离,输出采用集成驱动芯片,对步进电机进行控制的方法,实现对VGT的控制.试验表明,设计方案是可行的,具有一定的实用价值.     

柴油机相继增压控制系统硬件可靠性研究

相继增压系统（ STC）控制是相继增压柴油机的关键技术之一，其可靠性直接影响柴油机的可靠性和总体性能。以TBD234V12柴油机相继增压电子控制系统为例，应用应力分析法和GO（go oriented）法对其进行可靠性研究，对2种方法计算结果进行了比较，结果表明：应力分析法可靠性框图和GO图正确、合理，二者预期结果一致，改进建议对提高控制系统的可靠性有着重要的指导意义。     

某型脉冲增压柴油机排气管结构优化设计

为解决某型脉冲增压柴油机第8缸排温高以及排温不均匀问题,基于GT-power仿真软件建立了柴油机仿真模型,利用多试验设计(design of experiments,DOE)实验设计方法对排气管结构进行了优化设计。结果表明,DOE方法可以辨识出结构参数和排气温度之间的映射关系,在Optimizer优化控制器可以快速得出最优的结构参数组合,优化后的排气管解决了第8缸排温高的问题,同时有效改善了各缸排温不均匀性。     

柴油机相继增压防喘振控制器的开发

介绍了一种防止柴油机相继增压系统喘振的控制器描述了其主要功能以及软硬件设计方案.控制器以STM32F103单片机为核心处理器,以uC/OS-Ⅱ操作系统为软件基本架构,实现了相继增压系统的喘振在线预报和自适应调节.试验结果表明,控制器可以明显地抑制由增压系统切换不当引起的喘振,为相继增压柴油机的安全运行提供了保障.     

柴油机相继增压系统信号模拟器的开发

介绍了一种适用于开发相继增压控制仪的信号模拟器,详细描述了其主要功能以及软硬件设计方案.硬件设计主要以ATmega128单片机为核心部件,系统地集成了碟阀模拟模块、转速模拟模块和压力模拟模块等.软件主要包括数据采集程序、转速采集程序和自动控制程序等.试验结果表明,该模拟器较好地解决了相继增压控制仪在开发过程中的模拟信号输入问题.