高强化柴油机进排气系统性能仿真研究

应用GT-POWER软件建立了高强化柴油机的工作过程仿真计算模型,并应用GT-POWER自带的优化工具建立了以标定工况下柴油机动力性最优为目标的高强化柴油机性能优化的仿真模型。计算结果显示:进行参数优化后,该柴油机性能进一步提升。     

某大功率柴油机推进动力模块动态特性研究

以某型16缸大功率增压柴油机动力模块为研究对象,采用AMESim软件建立了柴油机动力模块的仿真模型,并通过试验数据对仿真模型进行了标定.基于该模型对柴油机推进动力模块加速过程中模块转速与设定值的偏差,以及瞬态调速过程中模块带大惯量运行的规律以及喷油控制优化进行了仿真研究.研究结果表明:减小涡轮增压器惯量可以优化柴油机加...     

某型舰用四冲程柴油机键合图建模与仿真

针对柴油机热力系统多能域相互耦合的特点,提出了基于键合图理论的某型舰用四冲程柴油机建模与仿真方法,以规范化的形式统一分析了系统中存在的热功转换、热传递和质量迁移等多种能量作用.在20-sim仿真平台上建立了该模型,并利用BFGS算法和试验数据对模型部分参数进行了标定.通过与试验数据进行对比,结果表明:标定后的柴油机模型主要性能参数和试验数据吻合较好,模型具有较高的精度.最后,在模型的基础上以柴油机燃油消耗率为优化目标,利用20-sim-Matlab联合仿真平台对压缩比和供油提前角进行联合寻优,得到了优化方案.所得结论具有一定理论和工程实用价值.     

高海拔可调两级增压柴油机油气协同控制研究

以某Ⅴ型6缸柴油机为研究对象,采用GT-Power软件开展高海拔可调两级涡轮增压柴油机油气协同控制研究。仿真模型的进气模块选用可调两级涡轮增压系统,燃烧模块的标定采用柴油机在低过量空气系数下的试验数据进行。采用该标定后的仿真模型开展了不同过量空气系数和喷油量工况下柴油机高原性能仿真计算。结果表明:在海拔4 500 m,且满足最高燃烧压力和排温限制的条件下,采用可调两级增压并结合油气协同控制,柴油机扭矩和功率可达到100%恢复;研究同时获得了最大扭矩和最大功率恢复的油气协同控制方法。     

基于DoE的船用中速柴油机性能优化仿真

将试验设计(design of experiments,DoE)方法应用于采用废气再循环(EGR)技术的船用中速柴油机多参数多目标优化仿真分析过程中。利用试验数据标定的Dijet燃烧模型及整机仿真模型保证了仿真模型的预测精度。通过V-optimal试验设计方法确定了仿真方案,并利用建立的响应面模型对柴油机性能参数进行了预测和全局优化,确定了满足TierⅢ排放的目标机型运行边界参数的优化匹配关系。与GT-Power软件计算对比结果表明:基于DoE的船用柴油机性能优化设计过程可以大幅缩减仿真方案的数量,缩短研究周期。     

仿真计算软件在高压共轨电控柴油机标定优化中的应用

为了降低柴油机标定的成本,应用GT—power建立了一款电控高压共轨柴油机的仿真模型。仿真结果与原有的试验数据对比,证明该仿真模型具有足够的精度,可以为Matlabel软件中的Model—Based Calibmtion（MBC）工具箱提供发动机控制参数输入与性能输出的数据库。     

仿真计算软件在高压共轨电控柴油机标定优化中的应用

为了降低柴油机标定的成本,应用GT—power建立了一款电控高压共轨柴油机的仿真模型。仿真结果与原有的试验数据对比,证明该仿真模型具有足够的精度,可以为Matlabel软件中的Model—Based Calibmtion（MBC）工具箱提供发动机控制参数输入与性能输出的数据库。     

共轨柴油机虚拟标定方法研究

虚拟标定技术是柴油机标定研究的主要方向之一。我们以某型共轨柴油机为研究对象,以标定不同负载工况下,柴油机的喷油提前角与轨压的最优组合为目标,探求一种基于模型的虚拟标定方法。     

基于零维燃烧模型的二冲程船用柴油机性能预测

基于模型的柴油机性能预测可有效降低电控系统设计与标定成本.为此,采用纯燃烧产物与缸内气体总质量的比值描述工质的成分,改进了扫气模型及整个柴油机工作过程模型.通过引入燃烧产物所占比例改进了零维燃烧模型中的反应速率模型,建立了燃烧模型与扫气质量的联系.同时将扩散燃烧模型进行了简化和整合,使其能够响应多次喷射.结合燃油喷射模型,建立了一种基于零维燃烧模型的性能预测模型,该模型可响应喷油规律和缸内工质状态的变化.以某大型低速船用柴油机为例进行了仿真,计算结果与试验数据吻合良好,计算速度满足实时仿真要求,可用于柴油机电控系统设计与标定、性能优化等领域.     

预喷射对船用低速柴油机性能影响的仿真研究

为了探究预喷射对船用低速柴油机性能的影响规律,利用AVL BOOST软件建立了某船用低速柴油机的仿真模型,依据其推进特性试验数据验证了模型的准确性。基于仿真模型,研究了标定工况下预喷射对柴油机有效功率、有效油耗率、最大压力增长率和NOx排放的影响。仿真结果表明:在标定工况下,预喷油量占循环供油量比例为3%与主-预喷间隔角为10℃A时,最大压力增长率和NOx排放均达到最低值,而动力性和经济性稍有下降,实现了动力性、经济性、燃烧噪声和NOx排放的折中优化。该仿真研究对进一步优化预喷方案具有一定的参考价值。     

模拟一维非定常流动的FVM—TVD法

介绍了进排气系统一维非定常流动的FVM－TVD法（总残差减少的有限体积法）。控制方程的离散采用有限体积法，数值通量采用考虑截面变化 的二阶TVD格式。用该方法对MIXPC系统排气管内的压力波进行了模拟,与实测值对比，两吻合较好，说明该方法可以使用。     

船舶柴油机燃烧技术研究

浅析了船舶柴油机燃烧技术研究的背景和现状,重点介绍了新燃烧概念、废气再循环、高压燃油喷射、进气增压与可变配气、替代燃料、智能燃烧控制等技术的研究进展。通过对相关研究工作的分析和总结,凝练出了船舶柴油机燃烧技术领域的基础和热点科学问题。     

电控高压共轨柴油机智能仿真模型应用研究

介绍了一种电控高压共轨柴油机智能仿真模型的研发过程,包括智能仿真模型的构建与应用。研究结果表明:该智能仿真模型实现了发动机大部分工况点性能的准确预测;实现了与台架试验耦合的开发过程,是一种可以广泛使用的易操作工具;同时可较为准确地进行发动机电控标定。     

柴油机瞬时转速的建模及仿真研究

通过利用等效圆盘等效轴法建立了两自由度的柴油机瞬时转速模型,并对其进行了仿真计算,由此得到了柴油机空车不同转速下和柴油机转速为1500r/min、不同负荷工况下的仿真结果,较为精确地揭示了瞬时转速的变化规律,为利用瞬时转速对柴油机进行状态监测以及故障诊断提供理论上的基础。     

基于模型标定方法在高压共轨柴油机排放优化中的应用

采用模型标定方法对某款高压共轨柴油发动机特征工况的排放进行优化。重点介绍了DOE试验样本的确定及发动机排放模型的建立，并基于设定的优化目标和优化方法得到了各工况下满足排放最优的ECU参数。与实际台架试验结果的比较表明:基于模型标定的方法能够更好地模拟真实发动机的排放情况。与常规标定方法相比，基于模型标定方法能够大幅缩减试验样本量，且样本取点分布更为合理， 优化效果相对更好。     

相似理论在发动机快速磨损试验中的应用

本文应用相似理论提出发动机快速磨损试验的理论及方法,并建立了应用于CC195柴油机的快速磨损试验的模拟模型。通过试验与实际对比分析表明,作者提出的理论及方法是可行的。     

16V396TE54柴油机工作过程仿真研究

采用AVL_Boost发动机工作过程数值模拟软件对16V396TE54柴油机进行建模,为了验证所建立的计算模型的准确性,利用该模型对柴油机进行了一维性能模拟计算,并将模拟计算数据与试验数据进行了对比,结果表明,该计算模型与实际情况基本相符,以其作为基础进行的性能计算与分析具有可行性,为同类柴油机的过程研究分析提供了理论依据。     

VNT可变涡轮增压器与柴油机的匹配研究

根据一款WG增压柴油机原机的基本结构参数和试验数据,匹配一款VNT废气涡轮增压器,建立VNT增压柴油机的GT-Power一维计算模型,并对柴油机外特性工况和ESC工况进行仿真计算研究。分别以动力性和经济性参数为分析指标,对外特性工况和ESC工况的VNT开度进行优化选择。研究表明,开度优化选择后的VNT柴油机与柴油机原机相比,外特性转矩均有较大幅度提高,最大转矩工况的运行范围拓宽,且VNT增压器的转速在整个转速范围内提高,联合运行曲线的高效率范围扩展;ESC工况加权比油耗值下降幅度约为3.8%,且空燃比增大,VNT柴油机经济性获得提升。可以得出结论,VNT可变涡轮增压器与柴油机匹配良好。     

Experimental and numerical study on the combustion limiting characteristics and design margin of a marine diesel engine

In this paper, a working-process simulation model was established, and the characteristics regarding the diesel engine maximum output power were analyzed under different limiting parameters. The design margin of the marine diesel engine is obtained through numerical and experimental study. Then, the simulation model and single cylinder diesel engine test were used to investigate the theoretical determination method of limiting characteristic lines and design margin area. It can be found that using least-square method to fit the calculation results can achieve quantitative analysis of limiting characteristics, and then the design margin area can be confirmed. The analysis results show that the maximum output power of the diesel engine is limited by in-cylinder pressure, turbine speed and exhaust temperature. The limiting parameters of maximum output power are different at different speeds, and the trend with speed of maximum output power are also different under different limiting parameters. Furthermore, the analysis of the operating area shows that the margin of the marine diesel engine at rated speed is about 27%, and there is a large design margin when operating at high speed.