相继增压柴油机试验台测控系统设计

发动机台架试验是发动机性能测试的主要手段,采用计算机控制的自动测试与控制系统是其发展的必然趋势。以NI多功能数据采集(DAQ)卡硬件为基础,自主设计了发动机各种测量和控制信号的调理和控制电路;以LabVIEW为上位机软件开发环境,开发了相继增压柴油机试验台测控软件,实现了对柴油机工况及相继增压系统的控制以及对各参数的采集、显示、存储、回放、报警等功能。通过对该系统的测试,表明系统功能完善、测试和控制精度较高、运行稳定可靠,达到了预期目标。     

灰色理论在柴油机实验台测控系统中的应用

介绍了灰色理论在柴油机实验台测控系统中的应用。分析了柴油机应用灰色理论的可行性,并以TBD234V12柴油机滑油压力参数为例,应用GM(1,1)新陈代谢模型对其进行了预测,分析了模型精度,编制了GM(1,1)模型的MATLAB语言程序,为后续在实验台测控系统中应用及故障预测创造了条件。     

增压柴油机性能参数GM预测仿真平台研究

针对小样本、贫数据下柴油机性能参数预测问题,以TBD234V12增压柴油机为试验对象,采用灰色预测方法分别建立了不同柴油机运行参数的等间隔GM预测模型和非等间隔GM预测模型,并通过MATLAB语言和GUIDE自主设计和开发了相继增压柴油机性能参数预测仿真平台。通过试验及仿真验证表明,该仿真平台能够较高精度的实现小样本下的柴油机性能预测,为柴油机的性能优化研究提供了新的有效平台。     

喷气对相继增压柴油机切出过程影响研究

为了改善相继增压系统切出过程中柴油机的瞬态性能,在最佳切出延迟时间时进行了切出过程的喷气试验,研究了喷气对柴油机瞬态性能的影响,并对缸内燃烧进行了三维流场计算。研究结果表明:采用了喷气技术后,由于柴油机的进气压力增加,柴油机瞬态性能得到了明显改善;转速波动减少了42%,达到稳定转速时气缸工作循环数减少了46%。排放性能也得到了改善,烟度排放量减少约50%,HC排放量减少了约30%,CO排放量减少了约35%,但是NOx排放量增加了约20%。     

两级相继增压柴油机性能仿真研究

两级相继增压技术结合了两级增压技术和相继增压技术,在提高原机单级增压比的同时,拓宽了工作流量的匹配范围,本文基于GTPOWER软件搭建一维模型并与SIMULINK软件进行耦合,以一台船用高速柴油机作为研究对象,将原机单级增压系统改装为两级相继增压系统,对其推进特性与万有特性进行稳态仿真计算,并与原机的实验结果进行限制条件的对比。结果表明,两级相继增压在推进与万有特性模式下,相对于原机时,燃油消耗率均有所下降,最高爆发压力均有所提高,NOX排放量增加,Soot排放量降低。除此之外,本文还对该柴油机进行了瞬态仿真计算,对1TC与2TC切换时空气阀与燃气阀之间的开关时刻进行了比较和分析,得到了较为合理的开关延迟时刻。     

某型柴油机与VGT增压器的匹配计算研究

发动机与涡轮增压器的匹配是增压技术的重要研究内容.普通涡轮增压器与发动机匹配时普遍存在着低速时转矩不足、经济性差等问题.可变几何涡轮增压器(VGT)是解决增压柴油机低工况和瞬态响应慢的重要技术措施.为了分析VGT对某型柴油机性能的影响,基于GT-POWER仿真平台对其进行了建模和仿真研究.结果表明:通过调整VGT涡轮喷嘴角度可以优化柴油机与VGT的匹配.低工况下,可以有效提高扭矩、增压压力和涡前排气温度,降低燃油消耗率.     

城市混合动力客车关键技术研究

随着能源危机与污染问题的日益严峻,混合动力汽车受到越来越多的关注,并且取得了飞速的发展.本文针对混合动力客车的发展,对限制混合动力客车发展的关键技术进行了研究,指出了现存的问题并作出了总结.     

船用柴油机废气再循环性能评估及应用

针对增压柴油机废气再循环(EGR)性能评估问题,特别是"小样本"下的最优决策,提出了一种基于不等权优化的评估及决策方法。首先,在TBD234V12型相继增压柴油机上搭建高压废气再循环系统,采集柴油机缸内爆压、燃油消耗率、NO_x、CO及烟度等主要参数试验数据,建立最优关联分析模型,用来不同EGR方案的初步评价。其次,根据柴油机不同负荷工况,通过客观优化方法建立综合评价模型。最后,基于MATLAB GUIDE设计和建立了增压柴油机EGR性能综合评估及最优决策仿真平台。仿真结果表明:低负荷时小EGR率对应的综合评估值更高,因此宜采用较小EGR率;高负荷时,较低EGR率对应的综合评估值较低,较高EGR率获得了更高的评估值,但是过高的EGR率的综合评估值反而下降,因此不宜采用过高EGR率。仿真优化平台可以快捷、方便地解决增压柴油机EGR性能评估及最优决策问题。     

基于dSPACE的柴油机相继增压系统试验研究

为了加快柴油机相继增压控制系统的开发进度,降低开发成本,选用dSPACE实时仿真平台作为相继增压系统控制原型,在TBD234V12相继增压柴油机试验台上进行了相继增压稳态性能试验和动态切换试验。试验结果表明:基于dSPACE实时仿真平台开发的相继增压控制软件及自制硬件电路可以实现对相继增压系统的有效控制,确定以经济性最优为原则的相继增压切换边界。根据动态切换试验数据,确定TBD234V12柴油机相继增压切换延迟时间合理范围为0.5～1.0s。     

某型相继增压柴油机缸内燃烧数值模拟研究

利用FIRE软件建立了某型相继增压柴油机燃烧及排放仿真计算模型,研究了不同负荷对燃烧排放的影响以及相继增压切换点的燃烧与排放性能,分析了缸内压力、温度等参数随曲轴转角的变化以及SOOT、NO等的分布情况.结果表明:随着负荷的增加,燃烧滞燃期缩短,缸内温度、压力、放热率、SOOT以及NO排放均增加;相继增压柴油机在1TC工况时,混合气更加均匀,燃烧更加完全,因此做功能力高于2TC,燃烧温度和放热率均低于2TC,NO及SOOT排放性能均优于2TC工况.