基于冷却液温度的柴油机不同海拔热平衡试验研究

针对柴油机在高原运行时存在的热负荷增大、冷却系统散热能力降低等热平衡问题,设计了电控共轨柴油机热平衡性能高海拔模拟试验装置,进行了基于冷却液温度的柴油机不同海拔热平衡试验,分析了在不同海拔下冷却液温度对柴油机热流量分配的影响。结果表明:海拔不变时,随冷却液温度的升高,有效功热量、排气散热量以及余项损失均增加,而冷却液散热量却在下降,且各部分热量变化幅度随海拔升高而增大。海拔为0km、3km以及5km时,冷却液温度每升高10℃,有效功热量分别增加了2.65%、2.99%以及3.88%,排气散热量分别增加了1.91%、2.19%以及3.08%,余项损失分别增加了21.1%、29.3%以及43.4%,冷却液散热量分别下降了9.8%、10.6%以及11.8%。冷却液温度不变时,随海拔的升高,有效功热量和排气散热量均下降,而冷却液散热量和余项损失均增加。     

可调喷油规律下柴油机性能随喷油提前角的影响

为获取可调喷油规律条件下,喷油提前角对柴油机性能的影响规律及成因机理。在实现可调喷油规律喷射的基础上,基于Fire软件建立了柴油机工作过程计算模型,并通过试验对模型中的主要参数进行了标定,进而利用模型分析了靴形喷油规律下柴油机性能随喷油提前角的变化。结果表明：随着增压时刻的滞后,喷油规律由矩形过渡到斜坡形再到靴形,实现了灵活可调的喷油规律。在靴形喷油规律条件下,存在一个最佳的喷油提前角,使柴油机的动力性和经济性均达到最优。同时,随着喷油提前角的增大,柴油机缸内压力、缸内温度以及放热率均逐渐升高,且到达各自最大值的时刻前移,而NOx排放量和碳烟排放量则分别呈现出增加和减小的趋势。     

基于遗传算法的准维燃烧模型修正方法

针对目前准维燃烧模型不能客观反映高原柴油机工作过程的问题,提出了一种基于计算机智能仿真模型修正方法.采用正交试验的极差分析,计算并识别出准维燃烧模型的经验参数对柴油机性能影响的主次顺序,并确定为待修正参数.基于遗传算法,以试验数据为依据,对柴油机准维燃烧模型进行修正.修正后的柴油机工作过程模型误差在4％以内,为深入开展高原环境柴油机性能研究奠定了基础.     

可调喷油规律下喷油提前角对柴油机性能的影响

为获取可调喷油规律条件下喷油提前角对柴油机性能的影响规律及成因机理,在实现可调喷油规律喷射的基础上,基于Fire软件建立了柴油机工作过程计算模型,并通过试验对模型中的主要参数进行标定,进而利用模型分析靴形喷油规律下柴油机性能随喷油提前角的变化。结果表明:随着增压时刻的滞后,喷油规律由矩形过渡到斜坡形再到靴形,实现了灵活可调的喷油规律。在靴形喷油规律条件下,存在一个最佳的喷油提前角,使柴油机的动力性和经济性均达到最优。同时,随着喷油提前角的增大,柴油机缸内压力、缸内温度以及放热率均逐渐升高,且到达各自最大值的时刻前移,而NO_x排放量和碳烟排放量则分别呈现增加和减小的趋势。     

基于GT-Power的柴油机环境适应性研究

分析了大气温度和压力变化对柴油机性能的影响;采用GT-Power软件对柴油机缸内工作过程进行模拟计算,并通过柴油机台架试验对仿真模型进行校核;经计算得到：随着大气温度的升高,缸内最高爆发压力和柴油机功率降低,燃油消耗率升高;随着大气压力的升高,缸内最高爆发压力和功率增大,燃油消耗率降低。研究结果可为研究柴油机对复杂环境的适应性提供参考依据。     

高原环境重型车辆柴油机缸内机油消耗仿真研究

针对某重型车辆柴油机高原环境下缸内机油消耗增大的问题,在综合分析了缸内油膜蒸发消耗率、梯形环泵油消耗率、梯形环刮油消耗率和梯形环开口间隙窜油消耗率的基础上,建立了缸内机油消耗数值仿真模型并计入柴油机工况、海拔以及油环技术状况的影响,分析了高原环境条件下柴油机缸内机油消耗规律,为分析缸套-活塞环的摩擦磨损性能奠定了基础。     

大功率柴油机喷油提前角对缸内燃烧过程的影响

针对某型大功率柴油机,采用试验和计算流体力学（CFD）仿真相结合的方法,研究了大功率柴油机在不同喷油提前角下的燃烧特性,着重分析了缸内最大爆发压力、峰值角、最大压力升高率、燃烧始点等参数的变化趋势,同时对缸内速度场、燃空当量比分布和温度场的变化进行研究,得出喷油提前角的变化对预混合滞燃期的改变是影响柴油机燃烧过程的主要因素,随着喷油提前角的增大,滞燃期内可燃混合气增多,缸内最大爆发压力、最大压力升高率和缸内最高温度随之升高。     

高功率密度柴油机热部件散热量MAP研究

为满足某型高功率密度柴油机智能化控制冷却系统的设计需要,构建了高功率密度柴油机与冷却系统的工作过程耦合模型。利用该模型计算了柴油机关键热部件的散热量MAP,并对结果进行了分析。结果表明:一级中冷和二级中冷散热量随环境温度升高而降低;级间中冷散热量随环境温度的升高而升高。应用该方法能够快速掌握高功率密度柴油机的散热规律,为制定智能化控制冷却系统的控制策略提供依据。     

靴形喷油速率耦合预喷射对超高压共轨柴油机性能的影响

在介绍超高压共轨系统工作原理的基础上,基于GT-Power软件建立单缸超高压共轨柴油机的仿真模型,并利用试验验证模型的准确性,而后通过模型分析不同喷油速率、靴形喷油速率耦合不同预喷油量和靴形喷油速率耦合不同预喷提前角对超高压共轨柴油机动力性、经济性以及燃烧排放特性的影响。结果表明:通过调整超高压共轨系统中电控增压器电磁阀和喷油器电磁阀的开启时间,能够实现喷油速率的柔性可调。随着喷油速率从矩形变化到靴形,柴油机缸内压力、温度以及NO_x排放量均逐渐降低,而soot排放量逐渐升高,且靴形喷油速率可使柴油机获得最大的功率(扭矩)和最低的油耗率。靴形喷油速率耦合较小的预喷油量可以使柴油机获得更好的动力性、经济性和燃烧特性,但同时也会导致NO_x排放量的升高。靴形喷油速率耦合较大的预喷提前角有助于改善柴油机排放特性,但受到预喷油量的限制,效果并不明显。     

柴油机缸盖冷却水腔内沸腾传热研究

基于Chen模型和BDL模型研究了柴油机模拟冷却水腔内的沸腾传热,并与试验结果进行了对比分析,验证了模型的适用性。将此模型应用于实际柴油机缸盖及冷却水套内的耦合传热计算,同时对考虑与不考虑沸腾时的计算结果进行了对比分析。结果表明:沸腾传热可以提高冷却水套的传热效率,并降低局部高温区域的温度及柴油机气缸盖内的温度梯度;在考虑沸腾时,仿真计算结果与试验结果的误差更小;BDL模型比Chen模型计算精度更高。     

工作环境对发动机本体热负荷的影响

为了研究发动机工作环境对发动机本体热负荷的影响,以某型发动机为对象,采用缸内燃烧与冷却系统传热耦合计算方法,建立了温度和大气压力对发动机本体部件热负荷数值仿真模型。通过发动机热平衡台架试验验证了模型最大误差为9.1%,实车试验验证模型最大误差为6.2%。计算表明:发动机出口冷却水温度随环境温度和海拔升高而升高;环境温度46℃时的缸内活塞最高温度比-43℃时升高了15.4%,汽缸套最高温度升高15.5%;海拔高度每升高1 km,活塞最高温度升高1.04%,汽缸套温度升高0.95%。     

基于数值模拟的柴油机后处理系统阻力研究

将柴油机用肇流式过滤体（Diesel Particulate Filter,DPF）简化为单通道流动管道的集合,根据准稳态流动的压力损失方程和传热方程建菠了DPF的一维流动模型;将柴油机工作过程模型与DPF流动模型集成,建宦了后处理系统的排气阻力模拟计算模型,通过台架试验验证,证明误差在3％以内。计算结果表明：柴油机在低负荷时,系统排气阻力与负荷近似呈线性关系;在高负荷时,二者近似呈二次曲线关系。计算给出柴油机全工况排气阻力MAP图,可用于标定DPF再生控制器。     

海拔对离心泵吸入性能的影响

海拔对离心泵吸入性能影响较大,但对应关系不明确。为定量分析海拔与离心泵吸入性能的关系,需进行泵高原工作吸入性能实验。海拔与真空度关系密切,利用控制泵吸入口真空度的方法,开展泵高原工作吸入性能模拟实验,获取各工况下泵吸入口持液率数据,并绘制曲线图。实验结果表明：海拔每升高500 m,泵吸入口持液率下降2%~5%;随着海拔的提升,泵吸入性能下降速率加快,工作状态趋于不稳定。     

基于GT-Suite的冷却液流量对柴油机性能的影响研究

针对目前大部分船用柴油机冷却系统存在的冷却过度问题,建立了柴油机工作过程-燃烧室-冷却系统耦合仿真模型.与单纯的柴油机冷却系统仿真模型相比,耦合仿真模型考虑了缸内燃烧放热与燃烧室壁面 、燃烧室壁面与冷却系统的双向传热影响,仿真计算过程与实机运行状态更加贴近,试验证明了耦合仿真模型的精确性.基于仿真模型,计算分析了柴油机...     

支持向量机在柴油机技术状况评估中的应用

介绍了现有的柴油机技术状况评估方法,分析了这些方法的局限性和支持向量机在处理小样本、非线性、高维数等方面的优势。提出了基于支持向量机的柴油机技术状况评估模型。确定了能够表征柴油机技术状况变化的特征,并通过实车试验提取这些特征;构建了基于支持向量机的柴油机技术状况评估模型,并对部分试验车辆柴油机进行了评估。结果证明：支持向量机在装甲车辆柴油机技术状况评估中的应用是可行的。     

特征线理论在潜艇涡轮增压柴油机性能研究中的应用

本文将特征线法应用于潜艇废气涡轮增压柴油机性能的研究。探讨了通气管工况环境条件对压气机、柴油机、涡轮性能参数的影响,研究柴油机、增压系统结构参数对改善废气涡轮增压柴油机水下工况适应性的作用。在对 PA6—280机的多方案计算研究的基础上,提出一个通气管工况下较合理的废气涡轮增压方案。本文计算的功率下降值与模拟试验结果一致。     

坦克柴油机缸内热状况分析

为研究坦克柴油机缸内主要受热部件及冷却液温度的分布状况,根据柴油机冷却系统及机体水道的结构特点,构建柴油机缸内工作过程及冷却系统仿真模型,通过台架试验对仿真模型进行验证,计算误差小于5％.基于仿真模型,计算柴油机各缸的缸盖、活塞、缸套表面以及缸盖、缸套外侧冷却液的温度,结果表明:柴油机缸内主要受热部件及冷却液温度分布不均匀,活塞表面温度第5缸最高,各缸最大温差为40.7℃;缸盖、缸套表面温度第1缸最高,各缸最大温差分别为169.6℃和129.6℃;缸盖、缸套外侧冷却液温度第5缸最高,在外特性1 400 r/min下为108.6℃和105.3℃,高于柴油机出水温度(93.3℃)15.3℃和12℃.     

柴油机电控冷却系统性能仿真

为了精确控制柴油机出水温度,降低冷却系统功率消耗,以某型柴油机冷却系统为研究对象,建立了该型柴油机冷却系统仿真模型,并将机械水泵改为电控水泵进行了变工况仿真计算。结果表明：电控水泵耗功小于机械水泵,平均效率提高1．31％,能够精确控制柴油机出水温度。通过该型柴油机热平衡实验,在外特性上验证了该冷却系统仿真模型是可信的。     

面向控制的电控单体泵柴油机仿真

为拓宽电控单元硬件在环仿真应用范围,进行了电控单体泵柴油机建模仿真。提出了面向控制的电控柴油机建模的要求和模型选择,在Matlab/Simulink中,建立了柴油机简化非线性模型以及电控单体泵系统模型,模型验证表明所建的柴油机模型具有较好的准确性;以计算时间和计算参数为衡量指标,分析和对比了不同的计算步长和计算方法对模型计算结果的影响;进行了实例模型应用试验,结果表明模型能实时准确地满足ECU硬件在环仿真要求。     

柴油机排气噪声有源消声模型及模拟试验

针对柴油机排气噪声的特点,建立了波形合成宽带同频谐波自适应消声模型;对柴油机的排气噪声进行了有源消声的初步设计;参考柴油机实际工况,利用高速信号处理芯片TMS320C25的汇编语言进行了编程及调试;设计并进行了模拟试验,分析了试验情况,得出了结论.