涡轮增压柴油机在脉冲负载下的瞬态特性仿真与试验研究

基于管内一维非定常流动和缸内容积法,搭建了废气涡轮增压柴油机仿真平台,其中包括气缸模型、进排气管路模型、涡轮增压模型、中冷器模型及喷油控制模型。进行了脉冲负载下废气涡轮增压柴油机瞬态工作过程模拟计算,结果显示,仿真值与试验数据有较好的一致性。同时,得到了涡轮增压柴油机在脉冲负载下的瞬态工作特性,并提出了一些脉冲负载下改进涡轮增压器和柴油机匹配的措施。     

舰船柴油机的模块化建模与仿真

在柴燃联合动力装置半物理仿真平台的研究中，要求建立的柴油机模型能够较准确地反映瞬态过程中各主要参数的变化，满足进行实时仿真对模型的要求，同时具有通用性，以提高仿真模型的重复利用率。使用容积法建立涡轮增压柴油机模型，可以避免准稳态法中流量和压力关系的迭代计算，同时对计算量的要求又在合理的范围内。在大型系统仿真软件Easy5的支持下，采用了模块化的建模和仿真方法，利用已建立的舰船柴油机的模块库，可以连接组合模块建立各种配置的舰船柴油机模型。作为应用实例，建立了相继增压柴油机模型，并进行动态仿真。     

大型低速二冲程船用柴油机建模及仿真

以6S60MC船用柴油机为仿真对象,融合传统柴油机的准稳态模型和容积法模型建模优点,详细介绍了大型低速二冲程船用柴油机动态过程实时仿真的平均值模型及建模方法.仿真结果表明,该模型具有较好的准确性和动态特性,可用于柴油机优化控制算法的设计、分析及仿真.     

船用低速柴油机变工况性能预测

为提高容积法柴油机模型在全工况范围的准确性,使用非线性最小二乘法得到台架试验各种工况点的燃烧参数.通过非线性多元回归分析得到燃烧参数的回归模型,用回归模型代替传统的插值法计算柴油机变工况燃烧过程.仿真实验表明改进的容积法模型能准确地预测柴油机在变工况下的性能,模型的实时性佳.此模型对研究变距桨船舶柴油机的控制策略及其动态性能具有较强的实用价值.     

可变截面涡轮增压瞬态性能仿真研究

为研究可变截面涡轮喷嘴开度对发动机的性能影响,建立GT-power和MATLB/Simulink联合仿真模型。采用GT-power软件建立的TBD234V12可变截面涡轮增压柴油机仿真模型研究发动机稳态性能,联合MATLB/Simulink软件建立的可变截面涡轮增压柴油机控制模型,对发动机瞬态性能进行仿真计算。结果表明:在发动机瞬态工况下,可变截面涡轮增压系统可以明显改善常规增压柴油机的动力性、经济性和动态响应特性,并且有效降低增压柴油机的时滞性,涡轮迟滞时间的降幅约为30%。     

增压锅炉与涡轮增压机组匹配特性仿真分析

考虑涡轮增压机组与增压锅炉的配合工作关系,基于热能动力系统通用仿真平台SimuWorks,解决了烟气涡轮和压气机的流体网络解算问题,开发了增压机组与增压锅炉两者联合工作的仿真模型,通过实验数据验证了仿真模型的正确性,在此基础上研究分析了环境温度和锅炉负荷变化等对增压锅炉与涡轮增压机组的稳动态匹配特性的影响.计算结果表明,机组加速动态过程辅助汽轮机需补充的功率远大于稳态工况的功率平衡计算值.本文的仿真结果可为涡轮增压机组与增压锅炉的匹配设计提供参考.     

低速船用柴油机瞬时扭矩预测模型与系统仿真

输出扭矩是柴油机电控和状态观测的一个重要参数。由于非接触式动态扭矩传感器价格高昂，不适合大规模的扭矩测量应用，因此，建立准确的扭矩模型是克服这一困难的捷径，对控制和状态观测都具有重要的意义。在常用于稳态仿真的容积法模型基础上，结合曲柄连杆机的动力学模型，建立了大型低速船用柴油机的扭矩预测模型；采用线性插值法简化燃油燃烧放热规律参数的计算；借助“浓排气”模型提高扫气过程的计算速度；并以6S60MC大型低速船用柴油主机为例，进行了仿真计算。结果显示，仿真示功图与实测图基本吻合，可准确预测多缸柴油机扭矩的变化。     

船舶电站负荷扰动下动态建模与仿真

船舶电站受到大扰动后,系统的结构或参数将发生较大的变化。本文设计并建立了电站柴油机系统、负载静态和动态计算、发电机及励磁调节系统的数学模型;依据有限容积法模型建立了电站柴油机仿真的实时算法,从恒定阻抗法、电动机机电暂态过程动态特性、负荷的静态特性三方面对船舶电站负荷进行归类计算,提高了负荷的动态和静态仿真性能;励磁系统采用三阶模型进行建模。通过matlab/SIMULINK进行了系统的稳态和暂态仿真建模,并用Visual Basic语言在Windows 2000操作系统上开发了仿真模型的算法和人机对话界面系统。     

G4135柴油机燃烧过程数值模拟的研究

采用三维CFD软件,以G4135直喷式柴油机为对象,运用多维燃烧模型,对缸内燃烧过程进行数值模拟。计算了不同曲轴转角下的气体速度、压力、温度、氧气浓度和碳烟浓度等,计算所得数据与相关文献相吻合。结果表明FLUENT所提供的燃烧模型可以作为预测柴油机缸内燃烧的一种有效手段,并为进一步研究同类型柴油机的燃烧性能提供了依据。     

柴油机动态调速过程的仿真分析

以6L80MC柴油机和DGS-8800电子调速器为对象,建立了柴油机传递函数模型和调速器模型.采用Fortran和Minis 5.0仿真软件的混合编程,对柴油机动态调速过程进行了仿真计算,分别讨论了不同比例放大系数、不同积分时间常数和不同微分时间常数对柴油机调速过程的影响.仿真结果表明本文提出的柴油机模型和电子调速器模型对船舶主机的仿真建模过程有重要意义,计算结果对船舶主机的仿真计算具有一定的参考价值.     

基于神经网络对电控柴油机运行特性影响因素仿真研究

基于AVL-BOOST软件仿真平台建立某船用四缸柴油机仿真模型,标定后的模型进行柴油机全工况仿真计算.仿真出来的3 200组数据作为人工神经网络输入数据,采用贝叶斯统计方法对网络进行训练建立2层的反馈神经网络仿真模型.并分别通过实验、AVL-BOOST和神经网络数据曲线的对比分析,验证人工神经网络预测的准确性.利用验证好的人工神经网络模型预测进排气压力对柴油机转矩的影响,以及预测压缩比和供油定时对柴油机排放性能和动力性能的影响,最后利用扰动法分析不同工况下柴油机各个参数对柴油机性能的影响程度.     

船舶柴油机曲轴三维实体动力学仿真

曲轴是船舶柴油机的重要组成部件,通常对曲轴的研究是在静力学基础上对曲轴的应力等进行分析,有一定的局限性。本文以6E300DC型号的船用柴油机曲轴为例,采用CAXA软件进行三维实体建模,并导入ADAMS中进行仿真研究,通过添加约束、载荷,对曲轴进行动力学仿真计算,其研究结果对柴油机曲轴的动态性能及优化设计有一定的参考价值。     

基于SPA的船用柴油机热工故障诊断研究

船用柴油机热工参数蕴含着大量的故障信息,外界干扰小,诊断范围广,具有很好的诊断价值。本文将集对分析应用到柴油机热工故障诊断当中,介绍了集对分析(SPA)的基本理论,在此基础上,建立了基于SPA的柴油机热工故障诊断模型。再利用4190型船用中速柴油机AVL BOOST工作过程仿真模型,进行故障仿真计算,提取了13类热工参数进行分析,获取了基准故障集和待检工作状态集,验证了模型的准确性;同时证明了集对分析在柴油机故障诊断中的可行性,为柴油机故障监测和诊断提供了新方法。     

基于GRNN算法的船用柴油机性能曲线模拟与油耗率预测

根据4190ZLC-2船用四冲程增压柴油机实际实验测得数据,建立基于广义回归神经网络(GRNN)的柴油机性能曲线和燃油消耗率预测模型。在所得实验数据中,选取柴油机油门、转速、扭矩等参数数值作为网络输入,柴油机的燃油消耗率作为网络输出。仿真结果表明:基于GRNN模型的神经网络学习速度快,预测精度高,可以很好地适用于柴油机燃油消耗率的性能预测中,并且能很好的实现预测仿真的效果。模型建立之后,可以根据测得数据实时了解柴油机的运行工况及性能状态。     

某型柴油机曲轴强度校核与监测分析

文章结合柴油机故障修理实例,对曲轴强度进行理论校核,确定安全工作负荷(转速),通过试验检验修理质量和校核结论,并结合船舶运营跟踪监测曲轴工作状态,确定校核结论准确可靠,修理质量和工作状态良好。     

基于MATLAB的船用柴油机轴承负荷计算分析

船用柴油机轴承受力复杂,工作条件恶劣。研究船用柴油机轴承负荷的计算方法,对主机的日常维护有一定指导意义。通过对柴油机曲柄—连杆机构的运动学与受力学分析,得出轴承受力的计算方法。运用MATLAB语言编程,以潍坊柴油机厂生产的六缸船用柴油机——6200ZC柴油机为例,通过船员所读取的示功图,把曲柄转角和示功图上读出的气体压力作为初始值初始条件输入,计算出不同的曲柄转角下其连杆大端轴承和主轴承的负荷,运用MATLAB语言生成各轴承的负荷图,并对计算结果进行了分析。     

柴油机船舶推进装置的建模和实时仿真

本文根据准稳态的概念建立了适用于实时仿真的二冲程柴油机船舶推进装置的多阶一性模型。在充分多的试验数据的基础上，结合工作原理建立了各子系统及整个装置的动态模型，这种模型既能反映柴油机内部各参数，精度较高，计算工作量也比较适中。文中提出了一些经验公式，使模拟得以有效地简化。最后，作为实例给出了３５０００吨油船推进装置的实时仿直     

船舶电力系统建模

分析研究船舶电力系统的安全性可以运用系统故障仿真手段，但必须对船舶电力系统精确的数学模型进行建模。从某大型集装箱船舶电力系统的工作原理出发，根据柴油发电机组的动态特性，研究了船舶电力系统模型的结构和原理，建立了船舶电力系统模型，该系统可以仿真船舶电力系统的许多运行工况。给出了发电机组正常起动过程和滑油泵、侧推器先后起动时滑油泵电缆发生三相接地故障的仿真过程，对电力系统的参数整定和安全策略的选取有一定的参考价值。