TCD燃烧系统对柴油机燃烧和排放性能改善效果的试验研究

为探究道依茨TCD2015柴油机上配备的导流燃烧系统(简称TCD燃烧系统,T表示涡轮增压器,Turbocharger,C表示进气中冷,Charge air cooling,D为柴油颗粒捕集器,Diesel particle filter)对改善柴油机燃烧性能和降低污染物排放的效果,采用单缸机试验对TCD燃烧系统在不同转速、负荷和过量空气系数下的燃烧和排放性能进行研究。试验结果表明不同工况下TCD燃烧系统燃油消耗率和Soot排放量均低于传统ω燃烧系统,燃油消耗率最大降幅为7.01%,Soot排放量最大降幅为86.67%,且低过量空气系数(1.2～1.6)下TCD燃烧系统仍具有较好的性能。为揭示TCD燃烧系统改善油气混合促进燃烧的机理,采用AVL Fire软件建立了柴油机性能仿真模型。计算结果表明,TCD燃烧系统的环状凸起结构将燃油导向内外两室,从而促进了缸内燃油发展过程,燃油当量比大于4的浓混合气区域燃油质量比例相比ω燃烧系统降幅最大为9.75%,活塞下移时TCD燃烧系统内油束撞击浅盘侧壁形成撞壁射流扩大了燃油扩散面积,从而改善了缸内油气混合质量,燃油当量比小于1的均匀混合气区域燃油质量比例相比ω燃烧系统降幅最大为7.45%,因此TCD燃烧系统能够有效改善柴油机的燃烧和排放性能,可应用于柴油机高负荷和低过量空气系数工况综合性能提升。研究结果可为柴油机燃烧系统开发和改进提供参考。     

基于BP神经网络的柴油发动机特性建模

建立连续的发动机燃油特性和调速特性数学模型作为液压机械无级变速器虚拟试验平台的动力源。根据虚拟平台对不同特性区域的精度需求对柴油发动机不同特性区域的试验数据进行不同的密度选取、乱序和归一化处理,采用单隐层BP神经网络对试验数据进行训练,对比不同隐层节点数网络的训练误差和测试误差,选取误差最小的网络,求解出网络的数学表达式。通过该方法以ISLe310柴油发动机为例建立燃油特性和调速特性的连续数学模型,这两个简单的数学表达式准确反映了发动机万有特性和外特性,连续模型避免了虚拟试验中出现信号的突变和奇异点。通过和经典的最小二乘法拟合得到的最优特性模型进行对比,其具有更小的误差、更强的泛化能力,能够更好地反映柴油发动机的相关特性。     

基于实时性优化的内燃机燃烧分析系统研究

采用缸压传感器、数据采集卡、光电编码器和Lab VIEW软件,搭建在线缸压采集和实时燃烧分析系统平台,研究HCCI和RCCI燃烧模式的循环波动特性。针对单循环缸压测量过程中的通道效应干扰,基于频谱分析,采用FFT、线性插值法和IFFT等方法相结合的滤波方式,实现共振峰的在线自适应识别与实时滤波,较好地减少了单循环缸压的干扰误差,使单循环的实时燃烧分析成为可能。随后,基于实时滤波后的缸压曲线,计算得到内燃机的最大压力升高率、燃烧放热率、爆发压力等重要燃烧参数。利用程序算法中同步性良好的生产者/消费者运算模式提高数据的共享能力,实现了数据实时运算与数据快速储存的并行处理,提高了燃烧计算的实时性;针对发动机不同工作阶段采用了不同精度层次的计算方法,减少了进排气、压缩和膨胀阶段的计算耗时,在计算量较大的燃烧放热率计算部分,通过适当简化计算公式和公式节点运算模块来提高燃烧系统的实时性。最后,分析了燃烧分析系统的实时性,并进行了燃烧分析系统的实验验证。     

浅谈发动机冷却系统燕平衡整机试验

发动机冷却系统热平衡整机试验作为拖拉机的基本性能,在试验中,如何发现特点、提高发动机冷却系统热平衡整机性能,已成为产品研发中的重要环节。     

脉冲式烟雾水雾机热力雾化水剂农药效果分析

针对脉冲式烟雾水雾机在喷施水雾剂农药时常出现滴液、流液或较大雾滴群等雾化不良现象，通过改装6HYW-60S型脉冲式烟雾水雾机，将药液流量设置成可调的测试装置，设定5个油门开度及4个药液流量，测试了脉冲发动机喷药前后的气流速度、温度及各喷药工况下的雾滴粒径分布。结果表明，在最小的油门启动开度到最大的油门工作开度可调范围内，对应的脉冲发动机燃油消耗率变化范围较小（相对变化13.0%），喷管内对应的气流温度与速度也发生同等程度的变化。喷药时，喷管口处的气流温度与速度发生明显变化，由不喷药时约700℃的高温气流下降为75℃左右的雾滴流，相应的气流速度下降了16%左右；油门开度及药液流量对雾滴流温度的影响非常小，但对雾滴流速度的影响非常明显，油门开度增大，雾滴流速度明显增加，药液流量增大，雾滴流速度明显下降。在各油门开度下，对最小药液流量20L/h的雾化效果均不佳，尤其距喷雾出口较近处存在大量的300μm以上的较大雾滴，这些大雾滴极易跌落至地面，无法有效喷施到目标物上；药液流量增大至40L/h及以上时，各油门开度下的雾滴体积中径均较小，同一工况下各位置点的平均值不超过60μm。热力雾化的雾滴粒径分布曲线不是单一峰值的正态分布形态，常会出现不同中心雾滴粒径的雾滴群，且这些雾滴群的中心雾滴粒径基本保持一致。从喷雾出口喷出的雾滴流中，喷管中心轴线上的雾滴细小均匀、雾化充分，中心轴线上方的雾滴一般比中心点处稍大，中心轴线下方雾滴明显增大，且距中心轴线越远的下方，雾滴增大越明显，即雾滴流中较大雾滴群的量逐渐增加。以药液流量60L/h及油门开度90°为最佳雾化工况，在整个喷施区域内均形成了良好的雾化效果。     

基于神经网络的多功能收割机发动机性能仿真及优化

随着全球经济和工业的快速发展,能源危机和环境保护问题越来越突出,传统内燃式发动机受到了巨大冲击,因此研究高效、节能的发动机显得尤为重要。为此,研究一种压缩比为10.6多功能收割机,并设计了基于MatLab仿真平台的GT-Power神经网络模型,利用神经网络训练和测试的数据自动进行仿真和储存,采用拉丁超立方采样算法设计试验,简化运算过程提高寻优效率。实验结果表明:神经网络模型转矩、比油耗和温度等参数模型预测误差很小、精度很高,可用于多功能收割机发动机的性能预测,使其各项指标参数最优化。     

基于人工智能的农用拖拉机发动机故障快速诊断研究

为了达到拖拉机发动机不解体故障诊断的目的,提高诊断效率,利用发动机缸盖的振动信号的采集原理,提出了一种基于神经网络的人工智能故障检测方法,并构建了拖拉机发动机振动信号采集系统。基于人工智能的拖拉机发动机故障诊断系统,综合运用信号采集技术、信号处理技术、数据库技术、神经网络技术和人工智能专家系统,实现了和数据库及具有强大信号分析的处理功能,提高了系统的诊断实时性和诊断精度。最后,采用田间试验方法,对拖拉机故障快速诊断系统进行了试验验证。试验结果表明:采用人工智能诊断方法不仅可以有效提高系统的准确率,而且诊断系统的响应更加迅速,并且曝晒、震动、灰尘等恶劣的现场环境中仍能保持正常工作的稳定性。     

对转子发动机气缸径向密封片的改进

通过对传统往复活塞式发动机和转子发动机气缸密封结构的分析，针对现存的问题提出对转子发动机气缸径向密封的改进。在原径向密封片的基础上，在其前段与缸体接触的密封面开出圆柱形通孔，在通孔中装入滚针，将径向密封片装入滚针后，把原来的滑动摩擦改变为滚动摩擦，从而改善径向密封片的摩擦特性，增强密封性能。     

DPF喷油助燃装置工作参数对再生过程的影响

以喷油助燃再生方式为例，基于柴油机微粒捕集器（DPF）过滤体孔道热再生模型，对喷油助燃再生装置在不同工作参数下即喷油压力、喷油率、补气量等单因素变化时对再生过程过滤体排气背压、孔道内微粒层厚度及壁面峰值温度等变化规律进行了研究与分析.结果表明：燃烧器的工作参数喷油压力、喷油率、补气量等对再生过程有显著影响.随着喷油压力的提高，过滤体孔道再生壁面峰值温度升高，加快再生速率提高喷油率可加大燃烧器的功率，再生过程壁面峰值温度增幅较大，从过滤体的安全耐热温度来看应加以控制，但喷油率提高到一定程度后，使排气中氧含量不足，燃烧器燃烧效率下降，且影响微粒的氧化速度，导致再生速率随之下降.适当补气可增加排气中氧含量，可加快再生过程，但进一步加大补气量后由于对流传热散失作用加强将减缓再生过程.     

发动机异响的判断与排除

本文介绍了发动机故障检测与诊断基本方法，并结合实际工作中积累的经验，通过案例形式，说明用经验法进行发动机异响判断与排除的方法，力求在发动机机械故障检测维修中具有借鉴意义。