基于神经网络的零维预测燃烧模型及建模方法

提出了基于神经网络的零维预测燃烧模型,适用于发动机稳态和动态过程的燃烧计算.以建立高原增压柴油机燃烧模型为例,介绍了基于神经网络的零维预测燃烧模型的建模步骤,主要包括放热率计算、放热率参数化、构建和训练神经网络.介绍了缸压处理和放热率计算方法;以三韦伯函数形式拟合放热率曲线,增加一系列约束解决拟合参数的多解问题;构建并训练了神经网络,完成建模.通过训练误差分析、预测结果与试验数据的对比,对模型的预测精度进行了验证.

柴油机高原功率恢复供油参数调节方法

针对高原环境下增压柴油机功率下降的问题,通过仿真研究,对比了3种不同的供油参数调节方案,得出了在高原环境下通过调节供油参数恢复柴油机功率的方法。建立了某V型6缸增压柴油机仿真模型,并采用试验数据对模型各系统进行了校核。在该模型基础上,研究了增压柴油机的平原性能,匹配了适应高原环境的增压器,研究了喷油提前角与功率、涡轮入口温度和缸内最高燃烧压力之间的关系。据此,提出了供油参数的调节方法和具体参数,仿真计算了3种不同的供油参数调整方案,并对结果进行了对比分析。研究结果表明,在海拔4 500 m条件下,采用提前角和供油量联合调整的方法可将发动机标定功率恢复至平原的75%.

柴油机增压技术在高原环境下的应用

总结了高原环境对发动机各方面性能的影响,以及研究人员针对功率下降提出的解决措施。增压系统的改进成为目前主要研究方向,介绍了两类改进措施:高原增压匹配和可调增压技术。以带放气阀的增压器、可调截面涡轮、二级增压、相继增压、电辅助增压和复合增压这几种典型的可调增压为重点,介绍了各种技术的原理、发展、应用现状,并讨论了这些技术在高原环境下的应用前景。通过研究成果的总结和方案之间的对比可知,可变截面涡轮、二级增压、转速可控复合增压方案不仅能够使柴油机获得较好的高原功率恢复效果,而且具有较强的实用价值。

柴油机两相工质动力循环研究

提出了一种柴油机两相工质动力循环,该循环由混合加热循环和郎肯循环耦合而成。对两相工质动力循环进行了热力学分析,推导出其性能指标的计算公式,探讨采用两相工质动力循环提高柴油机功率密度的可行性。并以水为例,研究了相变工质的喷入参数和工质物性对循环性能的影响规律。研究表明缸内喷入液态工质可降低热负荷,与传统柴油机循环相比,在相同最高压力和最高温度条件下,两相工质动力循环的循环热效率降低,循环输出功增加。在每循环中喷入与燃油同质量的水后,循环的热效率下降了5.79%,输出功提高了6.36%。

可调复合增压柴油机高原功率恢复方案研究

为解决增压柴油机高原功率下降的问题,讨论了几种增压方式。在此基础上提出了可调复合增压方案(CASP)并开展了相应的仿真研究。以某V型八缸增压柴油机为原型建立了数值模型,在海拔3 000 m的条件下比较了两种高原策略与复合增压方案的效果。计算结果表明:采用复合增压方案可以明显地改善柴油机低速特性并抑制喘振倾向。标定功率恢复至平原的89.7%,最大扭矩值下降了3.7%,转速适应性系数提高为1.56,可调复合增压方案可以在高原环境下有效地恢复发动机功率。

基于DOE和神经网络的增压柴油机实时模型建模方法研究

基于一维仿真物理模型,研究了发动机实时模型的建模理论和方法。将发动机划分为进排气管路、中冷器、涡轮增压器和气缸四个子系统,分别探讨了各个子系统的建模方法,并重点研究了利用DOE和人工神经网络构建发动机气缸模型的方法。在此基础上,以道依茨BFM1015增压中冷柴油机为对象,对该方法进行了验证。研究结果表明:与传统的面向控制的平均值模型相比,运用新方法建立的面向控制的发动机实时模型误差小于5%,具有精度高、对试验数据依赖低等特点。

柴油机高原喷油策略遗传算法优化及罚参数研究

针对高原环境下,涡轮增压柴油机动力性恶化,涡轮增压器喘振、超速和涡轮入口温度上升等问题,提出通过遗传算法优化喷油策略恢复高原功率的方法.在柴油机性能仿真模型的基础上,建立了柴油机高原喷油策略优化模型,设计了遗传算法中选择优良个体的依据——适应度函数,通过仿真研究喷油参数对喘振裕度的影响规律,并结合喷油参数对增压器转速和涡前温度的影响规律,将适应度函数中的罚参数的个数由4个缩减为2个,研究了罚参数对种群分布和优化效果的影响,提出了罚参数取值方法并验证了其合理性.海拔4,km条件下的优化结果显示:标定点功率相对原机提升21%,,恢复至原机平原水平的89.5%;燃油消耗率相对原机降低9.6%,.

基于DOE和遗传算法的传动系参数优化方法研究

研究了以经济性为目标的动力传动优化方法,利用试验设计和遗传优化算法,针对特定的驾驶循环,在不降低驾驶性能的前提下,寻求最佳的经济性匹配参数.计算结果表明,采用DOE与GA分析相结合的方法,不仅可以大幅缩减试验样本容量和仿真时间,亦可达到令人满意的效果.通过优化匹配,该矿用车的燃油消耗量下降了6.19%.

移动电站散热系统三维流动的数值模拟与优化

应用PRO/E软件建立移动电站散热系统三维模型,运用Fluent对系统内冷却空气流场进行仿真研究.利用散热器、风扇试验数据建立了验证散热系统阻力特性、散热风扇压阻特性以及散热器传热特性等主要特性的模型.结果表明,原散热系统的设计方案存在空气回流等问题,文中对原散热系统的设计进行了优化,结果表明:优化后散热器散热量增大8 kW,散热系统冷却空气出口温度降低约3℃,设计方案能够达到预期的效果.