遗传算法优化的柴油机技术状态评价方法研究

通过实车试验,测试并提取了不同使用时间下车用柴油机的6个特征参数,将柴油机技术状态按"好、较好、一般、较差、差"划定等级,并确定了各等级下的基准特征向量;构造了模糊距离度量模型,分析了特征参数随使用时间的变化规律,利用遗传算法计算了各特征参数的权重,对评价模型进行了优化,并对一定数量的柴油机进行了技术状态评价。评价结果表明,利用优化后的模型进行柴油机技术状态评价可以为柴油机维护提供依据。     

高压共轨柴油机工作过程仿真及性能参数优化

结合4缸柴油机缸内燃烧压力实测数据,利用AVL Boost软件Burn功能分析了燃烧放热规律,获得了模拟柴油机燃烧所需的Vibe燃烧模型参数,建立了模拟柴油机工作过程仿真模型.分析并优化了影响柴油机性能的进排气歧管直径和长度、配气相位、EGR率等性能参数,同时对涡轮增压器进行了匹配计算分析.研究结果表明,利用热力学仿真...     

轿车柴油机气门正时和喷油嘴流量仿真与试验研究

利用AVL BOOST软件建立了柴油机仿真计算模型,针对喷油嘴流量为710 ml/min时全负荷工况下柴油机功率和比油耗进行了计算.计算结果与试验结果的对比表明该计算模型正确有效.在不改变气门升程的情况下,利用该仿真模型对配气正时进行了优化,并在此基础上模拟研究了不同喷油嘴流量对柴油机全负荷性能的影响.结果表明,优化方案可使柴油机中低速扭矩、燃油耗和NOx排放得到改善,且排放可达到欧Ⅳ标准.     

一种车用高速柴油机曲柄连杆机构的动力学仿真分析

利用ADAMS／View建立了车用高速柴油机曲柄连杆机构的动力学仿真模型，通过计算机动态仿真实际柴油机的运行，获得了仿真模型的动力学特性数据，得到了与理论分析和实际发动机测试相吻合的结果，为该类型柴油机曲柄连杆机构的优化设计提供了依据。     

高原环境下柴油机冷却系统性能仿真

利用GT-suite软件建立了柴油机工作过程模型和冷却系统模型并进行直接耦合,通过高原模拟台架试验验证了模型的正确性,进而研究了不同海拔外特性工况下柴油机及其冷却系统性能的变化规律。结果表明:海拔每升高1 000m,柴油机出口水温平均升高5.01%,散热量平均减小6.25%,风扇质量流量平均减小11.20%,柴油机功率平均减小3.55%,燃油消耗率平均增加4.67%;该装甲车辆在海拔1 000~2 600 m低转速区和海拔2 600m以上必须降负荷或者提高冷却系统散热能力后使用。最后以柴油机出口水温不超过报警值为目标,计算得到了柴油机最大允许负荷和风扇最小体积流量增幅MAP图,为高原环境下柴油机及其冷却系统匹配和改进提供了参考。     

基于GT-Power的柴油公交车补气数值仿真研究

通过构建公交车用柴油机物理模型,利用GT-Power软件建立公交车用柴油机补气数值仿真模型,并对模型进行修正,在修正后模型上进行数值仿真研究,分析柴油机补气压力对增压压力的影响及补气压力和补气管径对碳烟排放的影响。     

可变涡轮增压器的模拟研究

利用一维仿真软件,建立某涡轮增压柴油机的仿真模型,与实验结果基本吻合,说明仿真结果具有一定精度。基于上述模型,对该涡轮增压柴油机与可变喷嘴增压器匹配进行数值模拟研究。其稳态工况性能模拟计算结果表明,该增压器与柴油机匹配良好,并可以有效改善发动机经济性,提高低速扭矩。     

柴油机精确实体模型的结构化网格建立与应用

利用逆向工程获得4B26柴油机的螺旋进气道,通过三维造型软件,建立该柴油机进气道—气门—气缸的精确实体模型。应用多块结构化网格的划分思想,借助ICEM—CFD软件,完成4B26柴油机整机的结构化六面体网格划分,建立了基于KIVA—3V程序的柴油机瞬态仿真模型。计算结果表明,所建网格能够满足KIVA—3V的计算要求,瞬态模型计算的缸内压力与试验值吻合较好,实现了KIVA—3V程序在复杂计算区域上的应用,拓展了程序的使用范围。     

车用柴油机加速工况时喷油与燃烧特性的研究

通过柴油机工作过程测量分析系统对一台直喷式车用柴油机加速时的喷油和燃烧过程进行了试验研究和计算,并计算了其加速过程中的总声压级;利用油滴蒸发准维燃烧模型对柴油机加速过程NOx 排放进行了模拟计算。研究结果表明,柴油机喷油和燃烧特性参数的综合效果对NOx排放值产生影响;柴油机加速时的燃烧噪声大于标定工况,加速工况时的NOx 排放浓度值变化较大,有时大于标定工况。     

电控柴油机工况判别和转换策略的仿真研究

基于有限状态机理论和欧Ⅲ排放标准,论述了电控单体泵柴油机工况划分依据,介绍了工况判别和转换策略的制定过程与方法。利用Matlab软件中的Simulink和Stateflow工具箱建立了电控柴油机工况判别和转换策略模型,根据柴油机实际运行条件模拟出柴油机各种运行工况,对工况判别和转换策略进行仿真研究。仿真结果与控制策略制定者的意图一致,证明了控制策略的正确性和可行性。     

柴油机HCCI压缩过程缸内工质状态的模拟研究

分析了均质充量压燃(HCCI)的一个技术难点,即燃烧始点的控制,指出其燃烧两阶段性对应着放热的两阶段性。建立了HCCI柴油机早期缸内燃油喷射的压缩模型,通过对R4102柴油机的模拟计算,获得了压缩过程缸内工质T-p变化历程;从低温放热和高温放热分析了进气温度T0、过量空气系数a以及压缩比cε等因素对HCCI燃烧始点的影响。     

一种基于神经网络的氧化催化器出口温度控制方法

氧化催化器(DOC)出口温度控制是实现颗粒捕集器(DPF)主动再生控制的关键。本文介绍一种基于神经网络的氧化催化器出口温度控制方法,首先结合DOC系统的实际特征以及DOC传热及化学反应特性建立了一阶延迟DOC出口温度模型,然后在温度模型基础上基于神经网络建立了DOC出口温度预测模型,最后将DOC出口温度预测值作为闭环反馈输入建立反馈控制器计算HC喷射量进而控制DOC出口温度。本方法采用整车试验中连续变化工况来验证,试验结果表明DOC出口温度在DPF再生过程中控制在600±20℃范围内,满足DPF精确再生控制要求。     

多孔引燃柴油喷射器瞬态柴油初始喷雾过程模拟计算

采用模拟计算的方法对多孔引燃柴油喷射器瞬态柴油初始喷雾过程进行了研究,并利用纹影试验结果对计算模型进行了验证。研究结果表明,KHRT模型对多孔引燃柴油喷射器柴油初始喷雾的贯穿距和喷雾形状的预测与试验结果均较为吻合;柴油初始喷雾贯穿距随背压升高而减小,随环境温度的升高而增大;索特平均直径随背压的升高而降低,随环境温度的升高而增加;喷雾锥角随背压的升高而增大,随环境温度的升高而减小;因此背压较小,环境温度较低时柴油的引燃可靠性较高。     

柴油机高压及微孔径下燃油雾化特性的数值研究(Ⅱ)——湍流模型对燃烧的影响

为了有效模拟燃油燃烧过程,向计算流体力学平台KIVA-3V中加入了大涡模拟程序,同时耦合了化学反应动力学软件Chemkin,建立了喷雾燃烧过程的大涡模拟燃烧平台。研究了在高压和微孔径条件下两种湍流模型对燃油雾化燃烧过程的影响,同时对1台Caterpillar 3401重型柴油发动机缸内燃油喷雾燃烧过程进行了数值研究。结果显示,大涡模拟得到的燃油的燃烧过程与试验结果较为接近,燃烧温度分布及缸内压力变化趋势都要好于雷诺平均模型。     

柴油机Urea-SCR系统建模与仿真研究

分别建立了基于GT-Power软件的目标发动机模型和尿素SCR一维催化器模型,依据搭建的试验装置,验证了模型的有效性。在十三工况中,排气流量和排气温度的最大误差分别为4.13%和8.3%。在SCR催化器模型验证中,模拟值与试验值趋势一致,吻合较好。将上述模型耦合,对柴油机尿素SCR系统进行模拟分析。模拟结果表明:催化剂温度分布沿排气流向基本呈线性分布;选择催化还原反应主要集中在催化剂的入口段;催化剂的催化效能利用率与催化剂表面NH3覆盖度密切相关,随排气流向下降,提高催化剂的NH3吸附能力可以显著提高催化剂的转化效能。模拟结果可以用于柴油机尿素SCR系统控制策略的制定和SCR催化器的设计与定型。     

Soot and temperature distribution in a diesel diffusion flame: 3-D CFD simulation and measurement with laser diagnostics

In this study, a 3-D CFD simulation and laser diagnostics were developed to understand the characteristics of soot generation in a diesel diffusion flame. The recently developed RANS (Reynolds-averaged Navier-Stokes equations) hybrid combustion model (Extended Coherent Flame Model — 3 Zones, ECFM-3Z model) was used. This industrial, state-ofthe-art model of the diffusion flame is commonly used in diesel combustion models as well as for propagating (premixed) flame combustion. The simulation results were validated with measurements from a constant volume combustion chamber. The experiment revealed that soot accumulated in the chamber where the temperature decreased. Where the temperature increased rapidly, only a little soot accumulated. The temperature and soot distribution were independently examined using both the two-color method and a 3-D CFD simulation for a turbulent diesel diffusion flame.     

乳化柴油对金属的兼容性研究

研究了乳化柴油理化特性对金属的影响,并在常温(12℃左右)和恒温(38℃)两种条件下对柴油机上常用的4种金属(钢、铝、黄铜、紫铜)进行了不同配比的乳化柴油浸泡试验.分析结果表明:常温和恒温下乳化柴油对45号钢和铝的腐蚀影响很小;在常温下乳化柴油对黄铜和紫铜影响较大,恒温下影响较小.在实际应用过程中要注意乳化柴油的温度和...     

高原环境柴油机喷嘴内部流场与缸内温度场的三维数值模拟

采用广安博之等准维模型,建立柴油机高原运行工作过程模型;通过环境模拟台架试验验证了模型的可信性。将准维计算结果作为喷嘴内部气液两相流动和缸内燃烧三维模拟的初始条件,就高原低压、低温、低氧条件对喷孔内燃油流动状态与分布、缸内燃烧过程的影响进行三维数值模拟。海拔3 700m计算结果表明:与平原环境相比,柴油机喷嘴内空穴现象加剧,燃油流动速度增加,喷孔出口燃油分布不均匀度增加;缸内燃烧平均温度比平原最多高出300℃且分布不均匀,燃烧室局部热负荷偏高。研究初步揭示了高原环境柴油机性能劣化机理,为通过优化缸内喷雾和燃烧过程改善高原运行发动机性能提供参考。     

二甲醚发动机活塞温度的测量研究

用硬度塞法分别测量了相同工况下二甲醚(DME)发动机和柴油机的活塞温度分布,测量结果表明,90%标定负荷工况时,DME发动机活塞顶部和火力岸处表面温度为255℃～290℃,比同工况下柴油机要低20℃～40℃,燃用这两种燃料的活塞温度分布情况及其变化趋势则基本相同。采用零维燃烧模型对DME发动机与柴油机的燃烧放热规律和缸内温度变化历程进行了预测分析,计算结果表明,在相同工况下DME发动机的热负荷低于柴油机,这是导致DME发动机活塞温度较柴油机低的根本原因。     

YZ4105柴油机机体温度场三维数值模拟

以YZ4105柴油机热负荷为研究对象,利用热电偶测温技术,测量了不同工况下YZ4105柴油机机体和冷却水的温度。在此基础上,利用Pro/E三维造型软件建立了机体和气缸套三维组合实体模型,确定了相应的热边界条件;利用大型有限元分析软件ANSYS计算分析了机体和气缸套的温度场和热变形,并对机体的结构提出了改进措施。