可变截面涡轮增压瞬态性能仿真研究

为研究可变截面涡轮喷嘴开度对发动机的性能影响,建立GT-power和MATLB/Simulink联合仿真模型。采用GT-power软件建立的TBD234V12可变截面涡轮增压柴油机仿真模型研究发动机稳态性能,联合MATLB/Simulink软件建立的可变截面涡轮增压柴油机控制模型,对发动机瞬态性能进行仿真计算。结果表明:在发动机瞬态工况下,可变截面涡轮增压系统可以明显改善常规增压柴油机的动力性、经济性和动态响应特性,并且有效降低增压柴油机的时滞性,涡轮迟滞时间的降幅约为30%。     

涡轮增压柴油机瞬态特性的改善

1 涡轮增压柴油机瞬态特性分析 涡轮增压柴油机瞬态特性问题从20世纪60年代后期就已经引起关注,人们发现涡轮增压柴油机不能像非增压柴油机那样很快地响应负荷和速度的突然变化,而今随着柴油机的增压程度进一步提高,瞬态特性愈加恶化,使得涡轮增压柴油机在一些场合的应用中产生了困难,主要有:     

船用副机增压器故障分析及处理

正0引言废气涡轮增压器是增压柴油机的重要设备,其结构复杂,装配精密度高,直接影响柴油机的可靠性和经济性,而柴油机的工作状况也影响增压器的正常运转。目前,副机大多采用脉冲增压系统,该系统除利用废气中的定压能外,还利用部分脉冲动能。影响脉冲动能利用率的因素较多,在排查故障时,不仅要考虑与柴油机的匹配关系,还要考虑各部件之间的精密配合关系。     

带脉冲负荷的柴油发电机瞬态性能仿真与试验研究

文章在对柴油机工作过程建模的基础之上,首先计算了大惯性涡轮增压柴油发电机组在若干稳态工况点的参数,然后计算了机组在几种典型的脉冲负荷下的瞬态响应.从仿真计算与试验结果对比来看,仿真计算的精度较高,与重要参数的变化趋势吻合较好,说明建模方法的正确性与合理性.     

废气旁通式涡轮增压系统在特殊柴油机中的应用分析

对现有特殊柴油机进行升功率分析,研究其在满足涡前排温和最高燃烧压力限制值的条件下功率最大提升能力,并通过引入废气旁通技术研究功率提升后的柴油机性能.采用GT-power一维分析软件搭建系统仿真模型并进行试验标定,研究升功率背景下柴油机工作性能,分析废气旁通式可调涡轮增压系统对升功率的适应性.研究结果表明,最高燃烧压力是...     

ABB VTR型废气涡轮增压器的维修与管理

废气涡轮增压器是柴油机增压系统的主要设备,它的工作状况直接影响柴油机的工作性能。介绍了ABB VTR型废气涡轮增压器在日常管理和维修中应注意的问题,供轮机管理人员参考。     

舰船柴油机的模块化建模与仿真

在柴燃联合动力装置半物理仿真平台的研究中，要求建立的柴油机模型能够较准确地反映瞬态过程中各主要参数的变化，满足进行实时仿真对模型的要求，同时具有通用性，以提高仿真模型的重复利用率。使用容积法建立涡轮增压柴油机模型，可以避免准稳态法中流量和压力关系的迭代计算，同时对计算量的要求又在合理的范围内。在大型系统仿真软件Easy5的支持下，采用了模块化的建模和仿真方法，利用已建立的舰船柴油机的模块库，可以连接组合模块建立各种配置的舰船柴油机模型。作为应用实例，建立了相继增压柴油机模型，并进行动态仿真。     

船舶柴油机注汽涡轮增压系统

为了改善涡轮增压柴油机在低工况运行时,会出现增压压力不足、燃烧过量空气系数小和废气排温较高等固有特性,提出了一种利用增压器废气余热产生水蒸汽,并注入涡轮来提高增压器的压比和空气量的新方法。这种新方法可以改善涡轮增压器与柴油机的匹配,从而可提高柴油机的性能。试验结果证实了该方法的有效性。     

船用废气涡轮增压柴油机运行配合的模拟计算

通过船用废气涡轮增压器与船用柴油机运行中的配合关系,利用能量守恒、质量守恒原理,计算出废气涡轮增压柴油机各状态点的运行参数。通过理论计算的结果与实际运行相比较,证明了理论计算的正确性,为轮机人员管理船用增压柴油机提供理论依据。     

大型低速柴油机性能预测动态模型

性能预测模型及其仿真是柴油机设计、电控和故障诊断研究的重要手段。容积法模型能准确反映缸内压力的变化,但计算耗时长。它具有动态仿真的能力,一般应用于稳态仿真。通过对缸内工作过程和涡轮增压器模型的简化,结合曲柄连杆机构动力学模型,建立了以容积法为基础的涡轮增压多缸柴油机动态模型。缸内工作过程以曲轴转角为计算单位,其他部分以时间为计算单位。模型可观测瞬态过程中各主要参数的变化。以6S60MC型船用柴油主机为例,用MATLAB/SIMULINK实现仿真模型,在XEON3.0G工作站进行仿真。仿真结果显示,模型数据与台架试验数据吻合良好,仿真300 s耗时245.4 s,满足实时仿真的要求。     

舰船推进系统仿真中的柴油机数学模型

仿真技术在舰船推进系统动态性能分析中得到了广泛应用。该文在柴油机试验数据的基础上,提出了一种适合于推进系统动态仿真的涡轮增压柴油机的仿真模型,并具体地给出了几个经验公式的推导和简化迭代的方法。     

柴油机相继增压故障切换过程的瞬态仿真

建立了相继增压柴油机一维非定常流动的仿真程序,针对某船用相继增压柴油机空气阀和燃气阀异常开闭时的切换过程进行了多组模拟计算,并把计算与试验结果进行了对比,符合较好。结果表明:空气阀和燃气阀同时打开时将使受控涡轮增压器压气机进入喘振区;燃气阀打开而空气阀延迟6 s以上打开时容易使得基本涡轮增压器压气机进入喘振区;燃气阀打开而空气阀打不开时将导致停机,两阀之间的定时对切换过程有很大的影响。     

基于神经网络的柴油机混合建模方法研究

针对柴油机性能仿真中的建模问题,分析不同建模方法的特点,提出机理和神经网络相结合的混合建模方法,采用神经网络在线补偿机理模型的误差,提高模型精度,并能够适应柴油机的时变特性。以6PA6型涡轮增压柴油机为例,在Matlab环境下建立机理-神经网络混合模型。仿真分析得出混合建模的一些结论。     

相继增压柴油机的动态建模和仿真

介绍了以系统论为基础的模块化建模方法在相继增压柴油机建模和仿真中的应用。首先明确了柴油机模型的重点在于表达系统中压力和流量的相互作用，以及扭矩和转速的相互作用。并提出了建立模块的规则。介绍了模块库中的部分模块。以具体说明建模规则的应用。根据一种相继增压柴油机的结构。利用模块库建立了相应的系统模型。模型的仿真结果能够反映相继增压柴油机瞬态过程中主要参数的变化，具有与参考文献中的实验结果基本相同的特征，证明了本文所用方法的有效性。     

基于GRNN算法的船用柴油机性能曲线模拟与油耗率预测

根据4190ZLC-2船用四冲程增压柴油机实际实验测得数据,建立基于广义回归神经网络(GRNN)的柴油机性能曲线和燃油消耗率预测模型。在所得实验数据中,选取柴油机油门、转速、扭矩等参数数值作为网络输入,柴油机的燃油消耗率作为网络输出。仿真结果表明:基于GRNN模型的神经网络学习速度快,预测精度高,可以很好地适用于柴油机燃油消耗率的性能预测中,并且能很好的实现预测仿真的效果。模型建立之后,可以根据测得数据实时了解柴油机的运行工况及性能状态。     

基于AVL BOOST的船用柴油机典型故障仿真及其数据分析

[目的]大型船用柴油机故障类型的数据通过台架试验或者实船来获取存在许多不利因素,因此针对柴油机的故障仿真数值计算就显得尤为重要,同时对故障排除及数据驱动的智能故障诊断系统的构建也具有重要意义。[方法]基于AVL BOOST软件和台架试验数据,建立柴油机仿真模型,验证4种负荷工况下仿真模型需满足的精度要求;基于100%负荷工况模型,采用控制变量法模拟柴油机发火点提前、单缸停油及曲轴箱窜气这些典型故障,并分析计算得到的数据。[结果]结果表明:发火点提前5°时,缸内最高燃烧压力提高了17.4%;第1缸停缸后,有效油耗率上升近15%;对于不同气缸停油情况,第2号和3号气缸停油时的特征参数变化幅度较小;随着活塞有效窜气间隙的增加,各特征参数基本上呈线性扩大趋势,在窜气间隙值为0.04 mm时,部分特征参数急剧增加,例如油耗率增加了近40%。[结论]所得结果可作为柴油机故障状态识别及智能故障诊断系统构建的重要依据,为探索船舶柴油机智能故障诊断技术提供新的途径。     

轮机模拟器柴油主机动态过程实时仿真

在准稳态方法基础上建立了适合于轮机模拟器的柴油主机－电子调速器系统动态过程仿真模型，并导出了柴油机变工况运行中一些过程参数的经验公式。仿真运算表明，建立的模型合理，达到了轮机模拟器实时仿真的速度和精度要求。     

负荷突降工况柴油机曲轴应力多柔体动力学分析

通过仿真试验对负荷突降和转速上升2种工况下曲柄销中心和主轴颈中心处的应力情况进行定量分析,并对应力图谱进行分析。利用Pro E软件对柴油机运动部件进行三维建模,并对其进行组装配置。基于有限元软件ANSYS建立曲轴的三维模型,对曲轴的模态进行分析,进而形成曲轴的多体动力学模型。利用ADAMS平台建立柴油机运动模型,通过施加约束、运动和载荷,最终形成柴油机的虚拟样机试验平台,得到相应工况下的应力图谱,并加以分析。