瞬态转速分析及其在发动机气缸故障诊断中的应用

发动机气缸内的压力和气压产生的扭矩是一个非常重要但运行时很难得到的参数.为此,描述了一种通过测量和分析发动机的瞬态转速来监测气缸内的压力和压力扭矩的方法.在发动机模型和测量的瞬态转速信号的基础上,经过傅立叶变换和傅立叶逆变换,可得出发动机各缸的气压扭矩的波动波形.根据气压扭矩振动波形可监视发动机气缸内的工作状态和对故障气缸做出诊断.     

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．     

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.     

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。     

汽车发动机各缸工作均匀性的反馈控制

反馈并控制发动机的各缸工作均匀性是实现发动机性能优化和改善排放的重要措施。利用曲轴瞬时转速信号进行反馈是一种较好的途径。根据往复式内燃机工作的本质特征,选择了与传统时间域及频率域不同的曲轴角度域及频率域,对汽车发动机的瞬时转速波动进行了划分。然后选择了反映发动机工作不均匀的指标,建立了该指标的计算方法。结合第二代电控喷射系统进行了各缸工作均匀性的闭环调整台架试验。结果证明,该算法可适用于发动机各缸均匀性反馈控制。     

涉水发动机二次起动的分析

该文对涉水发动机二次起动进行探讨,通过活塞位移的分析和起动机能够克服气缸的压力进行理论分析和计算,并根据计算结果画出不同进水量情况下气缸压力与曲轴转角的关系图。根据实际的汽车涉水造成发动机损坏的案例分析,发动机的失效形式都是由于连杆不能承受过高的气缸压力而失稳,导致连杆弯曲或断裂。从而推论,涉水发动机进水后如果进行了二次起动,起动马达所产生的扭矩不足以造成连杆失稳,进而引起发动机缸体或其它零部件的损坏。     

基于博世FSA 740波形检测的发动机抖动故障实验研究

利用博世FSA 740发动机故障检测仪对汽车发动机电控点火系统的初级和次级点火波形进行检测与分析,快速准确查找汽车发动机抖动故障的原因,阐述通过次级点火波形检测与分析诊断发动机抖动疑难故障的思路和方法。通过四缸并列波形和单缸平列波形的分析判断发动机各缸工作状态,提高汽车维修效率,为维修人员提供高效实用的故障诊断思路及维修依据。     

气缸压力监测下车用多缸发动机燃烧状况分析系统

为了提高车用多缸发动机的运行效率，在气缸压力监测条件下，采用Visual Basic 6．0软件研究开发了多缸车用发动机燃烧状况分析系统。通过对气缸压力监测信号的去噪声处理，该系统能实现气缸压力数据、上止点信号、曲轴转角信号的实时采集以及燃烧状况的分析与数据处理。结果表明，随着过量空气系数n的增加，四缸发动机火花塞附近混合气浓度最高，混合气浓度随离火花塞的距离的增大而降低，导致燃烧时间加长；当过量空气系数n增至1.386时，起燃时间提前，起燃后快速燃烧，但燃烧结束的时间延长。根据燃烧状况分析结果，对多缸车用发动机的气缸压力与排气温度进行调节，使车用发动机的输出功率得到明显提高。     

内燃机工况对气缸敲击振动的影响探究

为了更深入地了解内燃机工况与敲缸振动的关系,通过建立数学模型和仿真计算验证了内燃机气缸敲击振动峰峰值与发动机转速的非线性关系及与发动机负载的线性关系。内燃机扭矩平衡方程包含了发动机转速、负载和动力扭矩等信息,通过动力扭矩与活塞所受侧推力之间的几何关系将活塞径向加速度引入扭矩平衡方程,以活塞径向加速度在燃烧膨胀冲程上止点处的冲击信号峰峰值来表征敲缸振动的剧烈程度,整理后的数学模型显示加速度振动与内燃机转速为非线性关系、与负载为线性关系,经AVL-EXCITE仿真计算验证了数学模型的正确性。研究结果可以帮助在线监测系统和故障诊断人员根据敲缸振动对转速和负载的敏感性判断是否发生敲缸,为敲缸故障预警提供参考依据。     

便携式曲线显示汽车气缸检测仪的研制

本文在分析表式气缸压力表缺点的基础上，提出一种新式便携式气缸检测仪，它可以用曲线表示发动机各缸压力变化情况，用比较的方法检测发动机故障，使用方便，测试结果便于存档，能准确确定发动机故障．     

基于ADAMS的发动机新型动力输出机构的仿真

目的研究基于曲柄摆杆机构的发动机动力输出机构,改善传统发动机活塞与气缸的受力状况,提高动力传递效率.方法利用Pro/E三维建模软件构建曲柄摆杆机构发动机的三维实体模型,将其导入到动力学分析软件ADAMS中进行运动学及动力学仿真分析,得到主轴扭矩、连杆摆角、活塞对气缸的侧压力等参数并与传统曲柄连杆发动机对应参数相比较.结果完成了ADAMS的仿真分析,获得了一些仿真数据.结果表明发动机采用曲柄摆杆机构具有可行性,其摆杆摆角在0~0.97°范围内,远小于传统曲轴连杆发动机的相应值.同等燃气压力条件下其气缸侧压力约为传统发动机相应值的1/20.结论通过仿真分析验证,曲柄摆杆作为动力输出机构能够满足发动机工作循环要求,活塞与气缸受力状况比传统发动机有显著的改善,对延长活塞和气缸的工作期限及简化发动机结构均有重要意义.     

论三角型对向活塞发动机的一个特点

目前有些工厂正在制造三曲轴的二冲程船用发动机.在机构上曲轴之间是用齿轮连接把发出的功率都传给下面那根和轴系相联的曲轴.发动机的三只气缸是布装在曲轴中心线的垂直平面内,每个气缸有二个活塞(见图1).为了要保证良好的换气过程,任意二个活塞之间都有一个提前角     

往复泵曲轴受力分析

五缸往复泵相比同功率三缸泵具有体积小,运移方便等优点,五缸泵由于考虑到平衡,在曲轴上曲拐的分布上具有明显的特点,相邻曲拐间的角度是144度,这样曲轴受力状态更加复杂。尤其是增加曲轴轴承约束后,产生的静不定问题。通过建立曲轴以角度为变量的受力表达式,利用Mathcad软件得到曲轴在各个状态的受力状况,同时通过Ansys有限元分析工具得到各个状态的应力分布图,得出五拐曲轴扭矩更加平稳的结论,解释了为何正常工况下使用顺时针,即便是逆时针对曲轴强度更有利。对曲轴的校核和做进一步的优化有重要参考价值。     

V6发动机曲轴有限元分析

利用CAD软件建立了六缸发动机曲轴的三维模型,在有限元分析软件ANSYS中建立曲轴的有限元模型,对曲轴进行了静力学分析,分别得到了曲轴在每个缸最大爆发压力作用下的变形与应力分布,为该曲轴的优化设计提供了依据。     

基于滑模跟踪控制的汽车发动机在线监测与故障诊断

根据滑模控制理论,设计了汽车发动机动态转矩滑模跟踪控制方案,通过改变动态转矩,使曲轴转速平方的估计值不断跟踪其测量值,二者误差逐渐减小,动态系统收敛性得以保证,从而可以估计动态转矩和平均动态转矩.若发动机某缸(或某几缸)平均动态出现较大的负值,则可断定该缸存在故障.试验结果表明,该方法对建模误差和参数变化具有很强的鲁棒性,在中低转速和变化工况下均能实时监测气缸工作情况,准确诊断和定位故障,并能判断故障的严重程度.     

基于火花塞离子电流信号点燃式发动机早燃状态的检测

简单阐述火花塞离子电流法的基本原理,以NFl57FMI汽油发动机为例设计一套火花塞离子电流检测系统．基于气缸内燃烧时产生的离子电流信号,经小波阂值去噪后分析其波形特点,根据其获得的燃烧信息实现对发动机早燃状态的检测．     

发动机曲轴应力影响因素的有限元分析

采用有限单元法研究了内燃机整体曲轴应力状态 ;讨论了气缸不同发火状态下曲轴内部应力的大小 ;分析了各缸载荷、主轴承安装误差、连杆轴承载荷的分布形式对曲轴应力的影响 ;探讨了目前曲轴应力有限元计算中所广泛采用的单拐力学模型的可靠性 ;并给出了建立曲轴有限元模型的正确方法。     

六缸发动机曲轴模态分析

采用CATIA软件建立了六缸发动机曲轴的CAD模型,在有限元分析软件ANSYS中建立曲轴的有限元模型,对曲轴进行了模态分析,得到了曲轴的固有频率和振型,为该曲轴的优化设计提供了依据。     

不同气缸首先着火起动后发动机排气特性模拟

分别利用GT-Power和FIRE软件建立了天然气发动机一维仿真模型和排气系统三维模型,并实现了二者的耦合计算.模拟结果得到了试验验证.对4缸天然气发动机起动过程中不同气缸首先着火后,排气系统内气体流动和温度分布特性进行了模拟研究.结果表明：起动阶段第1个循环未着过火的气缸在排气过程中存在废气回流到气缸的现象,并推迟了废气向排气系统排出;不同气缸首次着火后,各缸排气歧管结构的差异引起排气系统中废气的流动和温度分布的不同.优化选择首个着火气缸进行起动,可以使催化器入口排气温度场分布更均匀,其中,第2缸首先着火起动后催化器入口流速均匀性指数最高,温度分布均匀,高温气体所占截面面积的比例最大.但不同气缸首次着火起动对排气流动和温度分布的影响主要表现在前3个发动机工作循环,此后这种差异消失.     

车用甲醇发动机冷却系统的优化设计研究

六缸商用柴油发动机改成M100甲醇发动机,在保证发动机性能一致的前提下,在台架可靠性试验中因冷却系统散热问题出现了活塞环卡滞,活塞销发蓝,缸盖鼻梁区裂纹等故障。通过采用数值模拟方法对冷却系统进行分析,优化设计水套结构,提高缸体缸盖的冷却能力,通过更改气缸垫片水孔优化缸盖各缸水流量分配,增大水泵流量等一系列措施,改善冷却系统。分析结果表明,优化后的水套流速和缸盖散热能力大大改善。最后,通过发动机台架1000h耐久试验验证,解决了甲醇发动机的散热问题。