基于Matlab/Simulink及RTW的柴油机稳态建模与仿真

研究基于Matlab/Simulink的非增压柴油机的非线性稳态模型的建模方法.采用充排法建立了一个四缸非增压柴油机模型,并利用4102非增压柴油机的实验数据进行模型校准.模型可用于柴油机控制仿真和预测柴油机的循环内参数变化.利用RTW(实时工作间)将模型转化为通用实时代码,加快了仿真速度.采用模块化建模方法,可以将模型推广到不同型号的柴油机,为非线性增压柴油机模型的开发打下良好的基础.     

谐振进气复台增压柴油机容器边界计算方法的研究

本文分析了几种容器—管道边界的计算方法,并提出了一种新的计算模型.模型中考虑了容器—管道边界结合处的几何状况对气流物理参数的影响,使谐振进气复合增压柴油机工作过程模拟计算模型更为完善,更趋合理.在6135ZD 柴油机上获得的试验结果证实了计算模型的合理性.文中还对容器边界几何状况对于柴油机性能参数的影响进行了讨论.     

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.     

气缸盖冷却水腔内两相流动沸腾传热仿真研究

采用计算流体动力学软件CFX,考虑气缸盖内冷却水的热力学相变特性,应用汽液两相流过冷沸腾换热计算模型,对不同影响因素下由柴油机气缸盖与冷却水腔组成的流固耦合传热系统进行了整场离散、整场求解,得到了不同影响因素下气缸盖火力面温度场分布;通过与试验结果的对比分析,证明了仿真计算结果的有效性。研究结果表明:与单相流不考虑沸腾换热相比,考虑汽液两相流的过冷沸腾换热能够有效降低气缸盖火力面的最高温度,提高冷却水的进口速度,降低进口温度;适当减小冷却系统的压力,可以进一步有效降低气缸盖火力面温度,减小气缸盖火力面的热负荷。该结果可为进一步研究柴油机气缸盖的沸腾冷却及可控性提供参考。     

环境温度对船用增压柴油机压气机特性的影响

为了提高涡轮增压器对环境的适应性，以满足柴油机功率的要求．采用图解的方法，分析了船舶增压柴油机压气机运行点随环境温度的变化，得出了压气机特性参数随温度的变化趋势，通过试验和计算实例对压气机参数变化进行验证，并提出了相应的解决方案．所获结论有助于轮机管理人员对不同温度下涡轮增压柴油机的工作性能进行认识和理解。     

175F风冷柴油机喷油嘴热负荷的试验研究

通过在某型175F风冷柴油机上加装惯性增压管、改进冷却系统等措施,同时采用热电偶测量喷油嘴温度场的方法,对风冷柴油机喷油嘴热负荷进行试验研究.试验结果表明采取这些措施能降低喷油嘴热负荷;特别是同时加装惯性增压管和改进冷却系统,在115%负荷工况下喷油嘴高温区温度降低了29℃,其温度梯度、圆周温差也均有改善.     

大宁-吉县区块井下节流特性

为了解决大宁-吉县区块致密气井井下节流易于出现水和物堵塞油管的问题.针对该区域采用井下节流工艺的气井,基于质量、能量守恒方程,结合并筒流入动态,建立考虑多因素耦合的井筒温度压力计算模型,并与Ramey模型、Hassan&Kabir模型进行对比;考虑天然气水和物生成条件,结合考虑多因素耦合的井筒温度压力计算模型,建立井下节流温降压降耦合模型,得到节流后井筒温度场与压力场分布,分析井下节流器不同下入深度井筒温度压力分布.结果 表明:与Hassan&Kabir模型、Ramey模型相比考虑多因素耦合的井筒温度压力计算模型具有更高的精确性,更低的模型变异系数.大吉14向1井、大吉4-5井节流器最优下入深度为1900m;模拟节流嘴直径、下入深度对气井产气量变化的影响,揭示了气井产气量随节流嘴直径和节流器下入深度变化的规律;通过FLUENT模拟得到节流流场内温度、压力在节流嘴入口处急剧减小,速度急剧增大.研究可为现场预防天然气水和物生成和井下节流参数确定提供理论依据.     

大型环形桁架天线进出地影期热致振动特性研究

对一类装备大型环形桁架天线的航天器在轨环境下的热-结构耦合问题进行了研究.将结构应变考虑为热应变与弹性应变的线性叠加,引入了热-弹耦合的线性时变刚度,建立了环形桁架天线的索网-框架组合结构热-弹耦合动力学方程.考虑了航天器姿态角的变化以及航天器部件遮挡对各部件温度变化的影响,建立了时变温度场模型.将得到的温度场作为外载荷激励,分析了进出地影期温度变化对航天器结构热致振动的影响规律,研究结果显示在轨温度环境对该结构影响不大.对某型号航天器在轨数据进行了分析,验证了数值分析的有效性.     

不同排气系统对涡轮增压柴油机性能的影响

以某增压中冷柴油机为研究对象,利用GT-POWER软件建立了该增压中冷柴油机工作过程仿真模型,并根据试验数据进行了校核计算.在上述工作的基础上,对增压柴油机的三脉冲排气系统进行了改型设计,建立了MPC排气系统和定压排气系统仿真模型,验证了模型的有效性.通过对三种排气系统的仿真及对比分析,表明MPC及定压排气系统选取合理的较小排气管径能够降低发动机油耗,减弱涡轮进口压力脉动,保证较高的涡轮效率和功率输出;发动机额定工况下,三种排气系统对发动机及涡轮性能的影响存在明显差异,三脉冲系统的发动机性能优于MPC与定压排气系统;发动机中低转速时,MPC系统使得涡轮效率较三脉冲与定压系统有所提升.      

气缸盖中两相流沸腾换热热机耦合仿真分析

基于汽液两相流沸腾换热的基本理论和计算方法,对某柴油机气缸盖与冷却水腔组成的流固耦合传热系统进行了整场求解,得到了气缸盖的温度场分布,并通过与气缸盖温度场试验结果对比分析,证明了计算模型的有效性.将温度场结果施加于气缸盖、螺栓、机体所组成的热机耦合系统中,对气缸盖进行了结构强度计算,得到了气缸盖火力面热机耦合应力分布.采用试验设计方法,将冷却水进口温度和速度作为输入参数,对火力面应力较大区域的最大等效应力进行了响应分析,结果表明:考虑汽液两相流的沸腾换热可以有效降低气缸盖火力面的最大热机耦合应力;火力面的最大应力出现在喷油器座孔周围;冷却水进口温度对火力面应力较大区域的最大等效应力的影响不可忽略.     

EGR涡轮增压柴油机的进气未燃空气质量分数估计

为解决车用EGR涡轮增压柴油机进气未燃空气质量分数无法直接测量的问题,提出了一种估计未燃空气质量分数的方法.在构建高压回路EGR涡轮增压柴油机动态模型的基础上,设计了EGR流量的高增益观测器,为进气歧管未燃空气质量分数的准确估计奠定基础;基于进排气歧管未燃空气质量分数的动态方程,设计了柴油机未燃空气质量分数的全维状态观测器,并基于李雅普诺夫稳定性理论,对设计的观测器进行了稳定性分析.分析结果表明,设计的观测器是一渐近稳定系统,可以用于对未燃空气质量分数进行估计.利用GT-Power仿真数据以及试验数据对设计的EGR流量观测器和未燃空气质量分数观测器进行验证.结果表明,设计的观测器能够对参数进行准确估计,估计误差在3%以内,满足柴油机控制系统的需求.      

增压柴油发动机无负荷测功的研究

探讨了增压柴油机无负荷测功原理 ,设计了包括软件、硬件等在内的测试系统 ,利用微机 ,在台架上对C61 90Z - 1型涡轮增压柴油机进行无负荷测功 ,并与台架试验相比较 .为增压柴油机无负荷测功及故障诊断提供了一种简便的方法     

回热补燃式高增压系统研究

提出了一种新的高压比涡轮增压系统──回热补燃式高增压系统；建立了其热力分析计算数学模型，对６ＰＡ６Ｌ－２８０型柴油机选用该系统进行了计算分析．结果表明，６ＰＡ６Ｌ－２８０型柴油机采用回热补燃式高增压系统是可行的，其功率大幅度提高，低速扭矩特性明显改善．     

喷油系统故障对船用四冲程柴油机运行性能影响

建立Daihatsu 6PSHdM - 26H型船用增压四冲程柴油机相应的物理模型和数学模型,对其热力过程进行模拟计算及分析,采取以喘振为切入点,确立增压系统数值计算方法,给出后燃加剧对船舶柴油机运行性能的影响的计算结果及分析.喷油系统故障或燃用劣质重油导致后燃加剧,排气温度升高,从而影响柴油机的通流特性,改变增压器与...     

预测涡轮增压柴油机增压匹配的一种方法

根据四冲程涡轮增压柴油机的通流特点,假定气流为一元准稳定流动气流,提出了一种用于分析扫气压比Ｐｓ／ＰＴ与增压柴油机增压系统及运行参数关系的简化的数学模型。利用该模型可预测和改善涡轮增压柴油机的匹配性能。     

应用系统工程方法改善增压柴油机性能的探索

综述了利用对涡轮增压器进行调节来改进车用增压机低速性能的几种方案及实验结果，应用系统工程原理对改善增压柴油机的性能进行了初步探讨。实验结果及分析表明，只有从柴油可整体出发，对涡轮增压柴油机的各子系统作相应的电控调节，才能更好地满足涡轮增压柴油机的车用要求。     

非道路用增压柴油机连杆组件3维有限元分析

建立了非道路用增压柴油机连杆组件3维有限元分析模型,应用有限元分析技术对非道路用增压柴油机连杆进行了3维非线性有限元分析,并用基于第四强度理论屈服条件,计算了连杆关键部位的疲劳安全系数.结果表明:计算结果与实际结果相吻合,SNH4102Z非道路用增压柴油机连杆满足强度要求;连杆小头与杆身过渡处安全系数较低,是较危险的部位.     

柴油机工作过程模拟和优化的研究

给出了柴油机工作过程理论建模和工作参数优化的方法,基于BOOST软件,建立了6110ZL增压中冷柴油机的计算模型,并对其工作过程进行了优化。分析计算结果表明,柴油机功率提高了4．7％,燃油消耗率节省了2．7％。     

柴油机涡轮增压方案的评选模型及其计算

基于模糊集理论和灰色关联分析，建立了柴油机涡轮增压系统的模糊关联度评选模型，该模型仿照人们评选柴油机涡轮增压系统性能优劣的过程，并考虑到评选过程中的模糊性，在单个评估指标的模糊评估基础上，利用灰色关联分析，综合分析与评估柴油机涡轮增压系统性能的优劣。示例说明应用这种评选新方法的具体步骤和需注意的问题，计算表明新方法是可行的。     

废气再循环技术对柴油机燃烧特性的影响

以某一四缸、增压直喷柴油机为样机,利用专业试验台架针对EGR对柴油机燃烧特性的影响进行了试验研究,得到了EGR系统对柴油机燃烧的影响规律。