基于CAN总线的发动机测控系统接口通信卡的设计

本文阐述了基于CAN总线的发动机测控系统接口通信卡的开发，研制了CAN转RS-232接口卡．给出了详细的数据通讯接口转化卡电路图。实现PC机与电涡流测功器测控设备的数据通讯，转移了数据处理和在线分析的功能．有效提高了系统的控制精度。     

内燃机歧管多分支动量守恒边界模型研究

为了实现歧管分支模型对于不同分支数的适用性,推导建立了多分支动量守恒边界模型。首先,在连续性方程和能量方程基础上,考虑到分支结构和流动参数影响造成工质流经多分支接头时动量变化,建立了适用于任意分支数的多分支动量守恒边界模型;而后建立激波管测试算例,对比分析传统的等压模型、压力损失模型及动量守恒模型等不同多分支模型的计算精度及计算效率;最后针对某型号高功率密度内燃机建立整机循环仿真模型,对比等压模型和动量守恒模型对整机性能的预测精度。结果表明:在考虑模型压缩性和通用性的基础上,对平衡计算精度和计算效率,新建立的动量守恒模型具有较好的综合优势;对于某型高功率密度内燃机,传统的等压模型在标定转速工况内燃机性能预测最大误差为7.58%,采用动量守恒模型后最大误差为2.47%,预测精度得到大幅提高。     

面向对象的柴油机多功能仿真软件开发与应用

提出了一种发动机通用性能仿真软件的开发思路,并基于此完成了软件开发工作。基于C++语言,设计了一种面向对象的通用程序框架,可以实现多种仿真计算功能,包括稳态下的一维详细计算、容积法计算、实时计算及瞬态计算。气缸、进排气道、管接头、涡轮增压器等主要组件包含多种计算模型,可以根据建模需求进行选择。针对某型中速柴油机,详细介绍了软件性能计算的操作流程,并将计算结果与试验数据进行对比。结果表明,软件有较高的计算精度,而且实时计算功能完全能满足实时分析的要求,实时率可以达到3.92。     

采用EGR技术降低低速机排放的三维仿真研究

采用三维计算软件AVL-FIRE模拟仿真了某国产低速二冲程柴油机的燃烧与排放,分析了废气再循环(EGR)对低速机燃烧与排放的影响。研究结果表明:EGR对低速机滞燃期影响不大,且使用EGR技术能够有效降低低速机NOx排放,低EGR率时能够满足TierⅡ排放要求,并且油耗升高不明显;高EGR率时能够满足TierⅢ排放法规要求。     

柴油机内部EGR的数值模拟分析

应用大型通用CFD软件STAR-CD及网格生成软件ES-ICE,对带有内部EGR的柴油机进气及压缩过程缸内三维瞬态流场进行数值模拟研究,并分析其组分浓度及温度的分布情况,通过研究掌握内部EGR对缸内温度、浓度场的影响,为进一步研究内部EGR对缸内燃烧的影响奠定基础。     

喷油提前角对柴油机排放影响的研究

在调整柴油机喷油提前角的情况下,实测了柴油机气体和颗粒排放浓度,并对试验结果进行了分析。当喷油提前角由5°CA调整为7.5°CA时,PM、CO和HC排放值显著降低,NOX排放值显著升高;当喷油提前角由7.5°CA调整为10°CA时,PM继续降低,NOX、CO和HC都有所增加,但幅度都不大。表明增大喷油提前角可有效地降低颗粒排放,但同时要考虑到NOX、CO和HC浓度的增加。该研究对电控柴油机喷油参数的优化具有一定的参考价值。     

涡轮谐振增压系统的研究

本文对谐振系统的不同结构参数进行了大量的计算分析,从而得出了谐振系统参数对谐振效果的影响规律。     

基于燃烧状态反馈的柴油机低温冷起动逐循环控制研究

为改善低温冷起动工况不良燃烧循环,利用CompactRIO控制器开发了燃烧状态反馈系统,实现了缸压采集和燃烧状态参数实时计算及反馈。设计试验探明了不同温度和转速下喷油时刻对CA50（缸内累积放热量达到50%时所对应的曲轴转角）的影响规律,提出了基于燃烧状态反馈的喷油时刻逐循环控制方法,实现了燃烧参数与控制参数的匹配。采用该控制方法后CA50更集中在高效燃烧区间,最高燃烧压力更高且不良燃烧循环得到改善,起动时间平均减少36%,有效改善了柴油机低温冷起动性能。     

面向对象发动机仿真软件的设计

将面向对象技术应用于发动机仿真软件的设计,使用Visual C++实现了该软件。D6114柴油机的仿真计算结果和试验测试结果比较表明:该软件具有较好的精度,与传统的发动机仿真软件相比,该软件性能良好,用户使用方便。     

基于试验拟合的低速二冲程柴油机放热率经验模型研究

针对某Tier Ⅲ船用低速二冲程柴油机,开展了负荷、EGR率及喷油参数对放热率及其特征参数的影响研究。研究表明:负荷和轨压是影响燃烧始点的主要因素,负荷、轨压升高使燃烧始点提前;轨压升高及喷油正时提前使CA50提前,指示热效率升高;小EGR率对燃烧过程影响不大,EGR率高于26%后会显著推迟CA50,增大燃烧持续期,降低指示热效率。基于实测放热率对三韦伯函数参数进行了研究,获得了多因素对经验放热模型的作用规律,得到了适用于低速机的经验放热率模型。