基于神经网络的柴油机性能建模

提出了正交试验法与神经网络相结合，建立柴油机动力性、经济性及排放特性与柴油机运转参数间神经网络模型的方法，研究了转速、供油量、VGT开度和过量空气系数变化对柴油机性能的影响，用复相关系数检验模型的泛化能力，确定模型的权值矩阵。研究表明该方法可行并可较好地预测柴油机的性能。     

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。     

最佳过量空气系数优化控制氢发动机性能的建模实现

进行了进气管直接喷射式氢发动机中过量空气系数对其性能影响的研究,分析了过量空气系数对输出功率、氢燃料消耗率和NOx排放量的影响,试验表明过量空气系数对氢发动机性能有较大影响.基于神经网络在逼近动态系统输入和输出之间非线性关系的优势,运用BP神经网络对过量空气系数与输出功率和氢燃料消耗率的关系建模,仿真和试验结果的对比研究表明：模型能准确地得出各工况所需的最佳过量空气系数,可为优化控制氢发动机性能提供理论支持.     

VGT对柴油机经济性和动力性影响的试验研究

将VGT60应用于YN4100QBZ柴油机上，建立了试验台架，确定了试验方法。利用VGT实时监控系统进行了系统全面的试验，考察了VGT对增压压力和过量空气系数的调节特点。对各种负荷和转速工况下的大量试验数据进行了整理分析，并与原机的经济性和动力性进行了对比，得出了VGT对柴油机经济性和动力性的影响特点和规律，为实现电控VGT与柴油机在全工况范围内的优化匹配打下了基础。     

过量空气系数对燃煤电站锅炉热效率和脱硝的影响

建立模型研究过量空气系数对锅炉热效率和污染物控制的影响。结果表明,各工况下锅炉热效率最高时,对应不同的最佳过量空气系数。1 000MW超超临界机组负荷从550MW增加到950MW时,最佳过量空气系数从1.18增加到1.35。烟气温度和流量、排烟热损失和炉内对流换热均随过量空气系数增大而增大,锅炉热效率、NOx生成量、炉膛和火焰温度均随过量空气系数先增大后减小。较低负荷下维持一定程度偏大的过量空气系数不仅能提高锅炉热效率,还能增加烟气温度,维持SCR脱硝系统正常投运。     

一种用于柴油机电控系统开发的实时仿真系统

开发了一种新型电控柴油机实时仿真系统。建立了基于循环的离散平均值模型以保证仿真系统的实时性和精确性 ,该模型可以仿真柴油机的动态过程。此外针对具体类型的发动机建立了部分基于试验数据的图表模型 ,以在不影响实用性的同时进一步提高仿真精度。系统硬件基于个人计算机和通用的工业接口板卡设计 ,具有较好的通用性和扩展性。测试及应用结果表明 ,该系统具有很好的实时性和较高的精确性。     

电控顺序喷射CNG发动机过量空气系数研究

分析了影响电控顺序喷射压缩天然气（CNG）发动机最佳过量空气系数（Фat）的主要因素。建立了CNG发动机试验台架，进行了过量空气系数对发动机经济性、动力性和排放性影响的试验。试验结果表明：过量空气系数对于CNG发动机经济性的影响非常明显，经济性最好时的过量空气系数大于NOx排放量最大时对应的过量空气系数，HC排放随着过量空气系数增大而增大，CO排放在过量空气系数为1．2到1．4之间时急剧下降，排气温度随过量空气系数增大而下降。该发动机的过量空气系数在1．5左右时其综合排放性能和经济性最佳。     

某型船用大功率中速柴油机冒黑烟问题分析与改进

基于某船用大功率中速柴油机冒黑烟现象开展研究，对加载过程和柴油机过量空气系数等关键性能参数进行分析，确定柴油机冒黑烟产生的条件和机理，并对喷油策略进行优化。经实船验证，优化后的柴油机冒黑烟现象得到明显改善。     

基于dSPACE柴油机电子调速系统硬件在环仿真研究

跟据平均值原理建立了增压柴油机进气系统、增压器、扭矩计算、喷油泵、柴油机动力学和排气系统的数学模型,根据所建立的数学模型,应用Tesis DYNAware建立了增压柴油机参数化仿真模型。利用所建立的仿真模型、dSPACE仿真平台、接口设备、真实的柴油机电子调速系统和真实的执行器设计,实现了柴油机电子调速系统硬件在环仿真平台,并进行了起动、调速功能验证,仿真结果与配机实验值的比较,结果表明仿真测试平台精度高、实时性好、测试工况完整、功能完备、通用性强。     

大型低速二冲程柴油机动力装置的准稳态仿真

利用准稳态、循环平均值等建模方法，给出了包含大型低速二冲程柴油机、轴系、螺旋桨和船体动力学的实时仿真模型。在螺旋桨特性计算中，提出了推力系数和转矩系数计算的简便算法，算法既能避免利用螺旋桨图谱的复杂计算过程，又能满足全工况范围的仿真需要。仿真程序是利用VC＋＋开发实现的。仿真结果表明，动力装置在稳态和变工况下的计算结果与实船试航数据能够较好的吻合。螺旋桨特性计算的简便算法可以应用于螺旋桨特性的分析和建模，仿真模型可用于动力装置的性能分析、预测和调速器系统的设计和优化。     

大型低速柴油机线性变参数状态空间模型

相对简单而准确的模型是现代控制算法设计的基础，是提高柴油机电控稳定性和性能指标，从而提高柴油机经济性并降低排放污染的基础。对平均值模型进行了简化，在此基础上选取柴油机转速、扫气箱压力、排气管压力和压气机功率为状态变量，转化为四阶线性变参数状态空间模型。以6S60MC型船用大型低速柴油机为例进行了仿真计算，并与平均值模型作了对比分析。结果表明，本模型相对简单而准确，可用于船用柴油机控制算法的设计分析。     

基于非线性模型的舰船电站柴油机瞬态特性仿真及试验研究

建立了舰船高背压涡轮增压柴油机的非线性动态仿真模型,并在VC 环境下开发了仿真软件,对负荷突加突卸、排气背压波动、停机过程等典型瞬态工况进行仿真研究。仿真结果与试验结果的比较表明该仿真模型具有较高的精度,可以用于研究柴油机在瞬态工况下的运行特性,可以较好的反映柴油机宏观的性能参数的动态特性,也可以从微观上描述柴油机的动态热力过程。     

船用中速柴油机缸压闭环控制技术仿真研究

针对船用柴油机工作不均匀及循环波动对柴油机性能和振动噪声的负面影响问题,以6L16/24-CR型船用中速柴油机为对象,使用软件在环仿真技术对缸压闭环控制策略进行仿真分析。建立能模拟各缸不均匀性和循环波动的柴油机实时模型,从气缸压力中选取能指示柴油机各缸燃烧状态的反馈变量,根据反馈变量和控制变量之间的动态关系开发缸压闭环控制策略,建立由柴油机实时模型、气缸压力反馈变量、控制策略和喷油控制变量构成的软件在环仿真平台,在该软件在环仿真平台上对缸压闭环控制策略进行闭环仿真。结果表明,开发的缸压闭环控制策略能满足船用柴油机的控制要求,在仿真环境下能改善约99%的各缸不均匀。     

船用中速柴油机嵌入式机旁监控系统研制

介绍了船用中速柴油机嵌入式机旁监控系统的研制,包括总体结构、系统硬件及软件,并进行了监控系统的船用中速柴油机实机试验。试验表明:所研制的嵌入式机旁监控系统实现了柴油机运行参数监测、起停、调速和压力温度监测、自诊断和远程诊断等功能,为船用中速柴油机机旁监控系统的工程应用提供了技术支持。     

船用共轨柴油机燃油喷射系统控制策略研究

根据船用柴油机在控制目标、控制范围、控制方法与运行环境等方面的特点,以满足船用柴油机动力性、经济性和排放性能为目标,提出了船用共轨柴油机燃油喷射系统中轨压、喷油量、喷油正时及喷油率的具体控制策略,为船用共轨柴油机电控系统的设计提供参考。     

船用柴油机运行磨合试验研究

对船用柴油机磨合试验的机理和特点进行了分析,提出了运行磨合的时间比例以及"限工况使用"的概念,并以曲轴箱压力值为主要因素来确定运行磨合的效果,为船用柴油机运行磨合的管理提供参考。     

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速过程的转速响应;负荷突加、突卸瞬态过程动力模块转动惯量与转速波动值呈幂函数关系;采用PID控制可以更有效地优化推进动力模块的动态特性。     

舰船用超高增压柴油机的顾氏系统研究

针对柴油机超高增压后存在的机械负荷、热负荷过高及低工况供气不足等问题，本文以一超高增压舰船用柴油机为例，进行了顾氏系统、相继增压系统、高工况放气系统及几种常规增压系统的性能对比。结果表明，顾氏系统能降低柴油机机械负荷、热负荷、燃油消耗率及NOx排放量，改善低工况性能，与相继增压结合可进一步降低NOx排放量，提高Pme，拓宽柴油机运行范围。文中通过性能优化确定了顾氏系统正时规律，从中还得出了其控制中的最低调节工况概念，据此完成了顾氏系统控制机构的优化设计，并就系统动力学效应及其对柴油机换气特性的影响进行了讨论。     

预燃室式柴油-天然气双燃料船用发动机热效率优化燃烧控制策略仿真研究

基于CONVERGE软件建立了预燃室式柴油/天然气双燃料船用二冲程发动机的三维计算流体动力学（computational fluid dynamics，CFD）模型，研究了压缩比、引燃柴油质量和喷射压力、引燃柴油喷射角度对燃烧过程的影响，探索了提高柴油/天然气双燃料船用发动机热效率的燃烧策略。结果表明：提高压缩比可以提高缸内的最大爆发压力，从而有效提高热效率，但受发动机机械强度的限制，压缩比为12.5时可以获得较佳的效果；适当增大引燃油量和喷射压力，可以使射流火焰的着火点增加，点火能量增强，对热效率略有改善；调节引燃柴油的喷射角度，将引燃油喷射到CH4浓度较高区域可以获得更好的引燃效果，降低指示燃料消耗率；提高压缩比至12.5结合推迟喷油策略对热效率的改善效果更为明显。