发动机瞬态转速与气压扭矩波形的研究

描述了一种通过柴油机曲轴瞬态转速的８测量和分析,获得发动机气缸内气压扭矩波动波形的方法．在发动机模型基础上,通过在时间域和频率域对曲轴扭转振动分析,经过傅立叶变换和逆变换,得到各缸的气压扭矩变化波形．气压扭矩波形可用来分析各缸对发动机轴上扭矩的出力大小,进而判断发动机气缸内的工作状态。     

发动机气缸故障诊断的研究

在研究发动机瞬态转速波形和气压扭矩波形的基础上,定义几个诊断参数VI,API,TCI和PCI。利用这些诊断参数和简单的判断规则,可判断发动机各气缸的工作状态,并诊断出发动机气缸灭火和供油不足故障。     

基于p-ω的发动机调速动力学模型

为消除发动机转速振荡,提出了基于气缸压力-曲轴转速(p-ω)的发动机调速动力学模型,建立了直列四缸汽油机的气缸压力、指示扭矩、瞬时转动惯量、惯性扭矩和摩擦扭矩等模型.以曲轴转角域描述发动机任意瞬间的动力特性,并由此开发了以改进比例、积分、微分算法为控制方法的数字调速器.试验表明,该调速器具有良好的转速响应特性.     

基于p-ω叫的发动机调速动力学模型

为消除发动机转速振荡，提出了基于气缸压力-曲轴转速（p-ω）的发动机调速动力学模型，建立了直列四缸汽油机的气缸压力、指示扭矩、瞬时转动惯量、惯性扭矩和摩擦扭矩等模型，以曲轴转角域描述发动机任意瞬间的动力特性，并由此开发了以改进比例、积分、微分算法为控制方法的数字调速器．试验表明，该调速器具有良好的转速响应特性．     

柴油机燃烧噪声的传递特性

为研究柴油机燃烧噪声的传递特性,测量了发动机工作和倒拖时的气缸压力,并在不同转速下从4个不同方向上对一台单缸柴油机进行了1/3倍频程噪声频谱分析,分离出燃烧噪声压力级,计算其传递函数.基于柴油机燃烧示功图进行快速傅立叶变换得到气缸压力级频谱,同时计算两种不同工况下的柴油机衰减曲线.结果表明,与倒拖工况相比,4个方向上燃烧工况的噪声级相对增加率均大于4.5%.各个方向上的最大噪声级均出现在中高频范围.随着频率增加4个方向上的传递函数也缓慢增加,两种转速下的衰减曲线走向基本相同.     

车用涡轮增压器瞬态性能实验装置设计与分析

设计一种瞬态性能实验装置来模拟发动机实际工作压力波形.通过改变瞬态性能实验装置的通流截面积,来获得不同的脉冲压力波.对实验装置进行结构设计,重点设计装置通道形状,通过仿真分析得到装置的出口压力波形,最后进行装置试制和试验验证.试验结果表明,设计的瞬态性能实验装置可以很好地模拟发动机的不同排气压力波形,对涡轮增压器的瞬态特性分析有一定参考价值.     

基于Simulink的天然气发动机瞬态加速工况仿真设计

利用Simulink软件建立了天然气发动机在瞬态加速工况下的发动机模型,该模型加入了进气压力修正模块,弥补了在瞬态加速工况下压力传感器所测进气压力的不准确,实现了进气压力的准确预估,使发动机瞬态加速工况也能控制在理论空燃比附近,并通过转速闭环控制使转速能迅速稳定在目标转速附近.仿真结果表明,模型能较好地实现瞬态加速工况下的空燃比控制,达到快速稳定转速的目的,可为发动机电控单元开发提供一定参考.     

增压柴油机排气压力变化规律的实验研究

研究采用等压增压系统的多缸柴油机排气压力的变化规律. 利用瞬态压力传感器和燃烧分析仪,在某V型8缸增压柴油机上,测量了不同工况下第1缸排气阶段气缸内和排气道出口处的压力随曲轴转角的变化情况. 分析结果表明:在相同的转速下,随着负荷增加,排气道出口压力随曲轴转角变化的规律相近,压力的波动幅度增加;随着转速的增加,在排气道出口压力曲线中的波峰和波谷出现的曲轴转角位置向后推移;在某些工况下,缸内排气压力高于排气道出口的压力,而有些工况下,缸内排气压力会低于排气道出口的压力.     

基于反拖扭矩检测汽缸压缩压力研究

汽缸压缩压力是检验发动机修理质量的重要指标.从理论上分析了发动机反拖扭矩与气缸压缩压力关系,并做了试验,利用-元线性回归分析处理的方法处理试验数据,得到反拖扭矩与压缩压力的关系公式.在此基础上对大修后发动机做了大量试验,结果证明,提出的检测方法检测精度高、简单且提高了检测效率.     

涡轮增压汽油机废气旁通阀瞬态控制研究

在不同瞬态工况下使用不同的废气旁通阀PID目标控制策略,建立涡轮增压汽油机瞬态计算模型.对发动机定转矩加减速工况下的瞬态响应进行模拟计算,并与原机响应特性做对比分析.结果表明,在定转矩加速工况下,以适当增大的各固定转速下增压压力作为瞬态控制目标值,可以显著改善发动机的瞬态响应.在发动机定转矩减速工况下,采用前期适当延长废气旁通阀全开的时间,待转速下降到1.25倍目标转速后,控制目标切换到增压压力的控制策略能够缩短发动机的响应时间.与此同时,采用废气旁通阀瞬态控制方法,不仅能够提升涡轮增压汽油机瞬态响应性能,而且可以防止瞬态工况下增压器超速和喘振.     

柴油机曲轴瞬时扭矩的仿真计算与试验验证

为监测多缸柴油机不同缸内的燃烧情况和活塞连杆组质量对柴油机曲轴输出扭矩的影响,采用Matlab/Simulink建立一个基于缸内压力的多缸柴油机瞬时扭矩的动态非线性模型;并在装有自行开发的应变片式非接触扭矩传感器的6-135柴油机上建立瞬时扭矩测量台架,对仿真模型进行验证.对6-135柴油机在额定工况和一缸失火工况下的缸内压力和曲轴瞬时扭矩进行测量,并与仿真计算结果进行比较,计算结果与试验结果较为一致.     

曲轴三维有限元模型节点载荷信息的计算机辅助生成

根据曲轴的结构和受力特征,通过数学计算公式推导和计算机辅助方法,将作用在轴颈上的分布力主轴颈端上的弯矩和扭矩自动转换成节点力。该方法速度快捷、精度高,适用于单缸机和多缸机的单拐曲柄和整体曲轴。文中给出了一台四缸柴油机曲轴的计算实例。     

增压汽油机早燃在线检测与诊断

基于缸内离子电流检测技术,在一台增压进气道多点喷射汽油机上研究了进气温度、负荷、点火提前角、空燃比对于早燃发生频率的影响.试验结果表明,在一定范围内提升进气温度并不会增加早燃发生频率,增大负荷及增大点火提前角将会增加早燃发生频率,缸内混合气加浓将有效抑制早燃发生频率但是会增加油耗.采用的离子电流检测技术,可以实时快速检测早燃循环.并与缸压阈值法相比,离子电流信号判断早燃更准确,能够识别全部早燃循环,包括燃烧压力较小的早燃循环,同时离子电流检测法能够在上止点前25°CA检测到早燃发生的特征信号,这为发动机采取早燃消除方法提供了技术可能.     

基于瞬时转速信号的柴油机故障诊断

为快速、准确地判断柴油机燃烧故障,通过对柴油机曲柄飞轮系统的动力学分析,建立基于动力学模型和扭矩波动的柴油机转速波动信号检测柴油机异常燃烧的方法,提出特征参数I.对4108YC型机不同情况的模拟计算可以看出,特征参数I能够准确判断故障气缸的位置以及漏油故障程度,各故障气缸的相位差约为180°,正好和发火间隔角相同,而且特征参数曲线发生故障部分的顺序与发火顺序相同.实例计算证明,利用瞬时转速进行故障诊断,即可以利用各个气缸对应的特征参数相互比较来判定,无需大量原始数据的积累,且故障判据的可移植性好.     

内燃机高低压示功图测量误差分析

分析气门落座冲击、压力基准线确定、触发信号始点相位等对内燃机高、低压示功图测量分析的影响，根据气门落座引起的干扰信号可以间接确定气门关闭相位,提出根据充气效率、转速等参数来确定气缸压力基准线．     

喷油器喷孔积碳对柴油机燃烧特性影响研究

使用光学电子显微镜,对比分析了新喷油器和积碳喷油器的喷孔形貌。图像表明:喷油器喷孔积碳后,喷孔出口有明显的不规则积碳,喷孔圆度发生变化,喷孔结构改变;喷孔内部粗糙度增大,有少量不规则积碳。利用单缸柴油机试验台架,分别使用新喷油器和积碳喷油器进行了外特性燃烧试验,分析了燃烧特性的变化规律。试验结果表明:喷油器喷孔积碳后,柴油机功率、扭矩下降,小时油耗、燃油消耗率增大,发动机动力性、经济性下降;由于积碳影响雾化质量,导致燃烧状况变差,缸内压力有所下降,同时造成滞燃期增长,预混合燃烧阶段放热量增多,压升率与放热率峰值明显增大,燃烧过程粗暴,排气温度升高。