基于数据驱动的主燃油计量装置故障诊断

为建立主燃油计量装置的故障诊断方法,提出一种基于快速存取记录器(QAR)数据的燃油计量参数估计模型建模方法,并结合液压机械控制装置工作原理,给出了基于燃油计量参数残差设计的主燃油计量装置故障诊断方案。设计基于系统辨识的燃油计量活门位置(FMVP)估计模型,采取降阶处理策略以提高模型的估计精度和动态响应速度,在此基础上给出基于多项式拟合的燃油流量(FF)估计模型。结果表明:所建立的FMVP模型估计残差不超过±2%,FF估计模型残差不超过±5%;该方案能够有效地诊断出燃油计量活门故障、线性可变差动位移传感器故障和热式流量计故障。该方案结构简单,不需要大量的调试技术,提高了故障检测精度,具有工程应用前景。

燃油调节器计量活门自抗扰控制

为了消除某型燃油调节器计量活门控制系统受燃油油压扰动以及元件老化等因素的影响而导致计量活门位置控制所受干扰,根据燃油调节器计量活门控制系统工作原理,采用机理建模的方法建立动力学方程;采用自抗扰控制方法对计量活门位置进行控制,将燃油扰动等引起的非线性项集成为总扰动,设计线性扩张状态观测器进行实时观测并主动补偿;使用Matlab/Simu?link工具搭建仿真模型进行分析,将所提出的控制器与PI控制器进行比较。结果表明:在跟踪5 mm平滑输入,一定燃油阶跃扰动情况下,自抗扰控制和PI控制的最大绝对误差分别为3.76459×10^(-4)和8.20315×10^(-3),均方差分别为1.78593×10^(-6)和5.12835×10^(-5)。在跟踪正弦函数输入,一定燃油正弦扰动情况下,自抗扰控制和PI控制的最大绝对误差分别为2.62611×10^(-3)和9.03823×10^(-3),均方差分别是5.71403×10^(-4)和7.77306×10^(-3)。所设计的控制器能有效估计并补偿扰动,比PI控制器具有更强的抗燃油扰动能力,鲁棒性更强,提高了计量活门位置控制精度。可为后续的抗扰动控制算法改进和后续试验研究提供思路及理论指导。

智能燃油计量装置故障诊断算法研究

在分布式控制系统框架下,为完善智能装置功能,以某型民用发动机燃油系统为研究对象,将其关键部件燃油计量装置作为一个智能装置节点,基于SDQ-ARMA系统算法进行位移传感器数据确认与故障诊断,并针对其计量活门的静摩擦力增大的特定性能衰退模式,在提取燃油系统传感器的时域特征的基础上,构建了基于SVM的故障检测算法流程,对燃油系统联合仿真模型进行验证,仿真实例中,故障诊断算法软硬件仿真一致,表明研究算法具有实时性,可为智能装置算法开发提供参考。

考虑不确定性的航空发动机燃油计量组件典型故障仿真与特征分析

燃油计量组件(fuel metering unit,FMU)是航空发动机的核心部件之一,其工作性能的优劣直接影响到发动机整体的安全性和可靠性。因此开展燃油计量组件的仿真建模和故障诊断研究,是航空发动机健康管理技术的重要内容,具有重大研究价值。以某型燃油计量组件为研究对象,基于AMESim建立其仿真模型,考虑系统工作过程中出现的不确定因素,使用基于概率的方法度量系统不确定性,进行不确定性传播。提取计量活门滑阀位移和伺服阀控制电流,建立速度增益曲线表征组件整体工作性能,针对故障特征的不确定性,基于受试者操作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲线提出了故障特征评估方法,定量评价故障特征对于故障诊断的潜力。

航空发动机用燃油计量系统新型活门设计及研究

燃油调节器是维系航空发动机正常运转的重要组成部分。针对发动机对燃油调节器提出的更高响应时间要求,根据燃油调节器的结构和原理明确主调节活门是影响燃油调节器响应时间的关键零部件。由主调节活门的液压回路控制原理设计新型主调节活门。最后,分别对新型主调节活门和传统型主调节活门开展理论计算验证和仿真验证。仿真结果表明:当占空比τ=0%、τ=100%时,所设计的新型主调节活门的响应时间分别为0.613 s和0.843 s,相较于传统主调节活门,其响应效率分别提升了29.5%(占空比τ=0%)和9.06%(占空比τ=100%),满足了发动机对燃油计量系统提出的快速响应要求。

引射器二次流入口结构对引射性能的影响

作为五部委联合发布八项核心技术之一,氢气循环系统技术路线逐渐从氢气循环泵转向引射器。然而,采用引射器技术路线的典型问题之一就是难以全功率覆盖,需要更为精细的引射器优化设计。主要研究二次流入口结构参数对引射性能的影响,基于Ansys-Fluent软件,采用混合湿氢气介质,体积分数分别为氢气81%、水蒸气11%、氮气8%,建立引射器三维物理模型及其数值计算模型,数值分析不同二次流结构参数对引射性能影响。计算结果表明:不同的二次流入口结构对引射性能影响较小,其机理为二次流结构制约着混合段的流动混合,导致混合程度不同,进而影响引射性能。上述结果能为高效、全功率覆盖车用燃料电池系统引射器的设计提供理论依据。

废弃物转化生物质粉体燃料准确计量技术研究

在人类生产和生活中产生大量有机废弃物,将有机废弃物转化为生物质粉体燃料耦合燃煤锅炉发电是一种有效的处理方式。为了保证燃煤锅炉掺烧生物质粉体燃料能够稳定燃烧,需要对生物质粉体燃料进行准确称量。文章针对现有粉体物料计量技术进行分析,选取转子秤作为生物质粉体燃料最佳计量技术。通过自行搭建转子秤称量试验系统,得到转子称最大计量精度偏差为0.141%,满足项目要求。

基于露天矿矿用卡车油耗规律的节油方式研究

为了研究平朔集团东露天矿卡车油耗规律,通过高精度容积式油耗仪采集789C矿用卡车的实时油耗、总油耗、怠速油耗、行驶时长、怠速时长、经纬度、车辆行驶里程等数据,采用回归分析方法得到不同情况下油耗的变化规律。结果表明:4012卡车在平均运距为3.25-3.5 km时单耗最低,怠速时长改进空间大,非必要怠速油耗每节省1%,单台车单日节省111元,按照东露天矿现有789卡车数量18台,每年工作日为330 d,每年可节省约66万元。

时间控制式电控燃油喷射系统驱动模块设计

研究了在系统功耗低,响应时间短,同时软硬件资源开销低等目标下的喷射系统电磁阀驱动方案,设计了基于双电压驱动和电流硬件自动调制的智能驱动器。以此为基础对基于电磁阀的喷射控制特点进行分析并建立了完整的喷射控制时序。通过曲轴瞬时转速预估算法将电磁阀响应时间转换为对应的曲轴角度,从而实现了对喷油提前角和喷油量的精确控制。试验证明该喷射驱动模块能完全满足电控柴油机在不同工况下的运行要求。

汽车电子燃油表控制策略研究

为解决汽车仪表电子化后燃油表在不同运行条件下指示值不准确的问题,在系统分析问题产生的原因基础上,通过采用分时采样、自动纠偏、阀值记忆、一阶滤波处理及指针响应控制等策略,实现了在电压干扰、连续点火、信号突变及特定条件要求指针响应时间等情况下的准确采样和平稳指示。兼顾了燃油表在不同使用状态下显示的准确性和平稳性指标,实现的产品性能和使用效果均达到了汽车行业标准要求。

涡扇发动机加力燃油计量装置建模与性能分析

航空发动机加力燃油计量装置对于准确实现加力燃油控制规律和加力接通与切断过渡过程的性能至关重要。为了对某涡扇发动机加力燃油计量装置的性能进行深入分析,采用面向对象的建模软件AMESim对加力燃油计量装置进行建模,对该装置动态性能、抗干扰能力以及指令压力实现、逆序切油功能等进行了深入研究。结果表明:该加力燃油计量装置性能优良,可以实现设计要求的功能。所建模型可供加力燃油计量装置的设计、改进改型和性能优化参考。

回油型面结构对计量装置特性影响研究

为评价回油型面结构对燃油计量装置特性的影响,以Matlab为平台建立了燃油计量装置仿真模型,采用相同输入量对三角形、矩形和圆形回油型面结构进行仿真计算,并对其仿真结果进行对比和分析。结果表明:3种回油型面结构对装置的计量特性都有较大影响,在相同条件下,三角形回油型面结构的计量特性最优,而矩形回油型面结构的最差;当活门开启时,矩形及圆形回油型面结构的开度面积及流量特性都会出现震荡现象,而三角形回油型面结构则是稳定的。

基于燃油计量阀的高压油泵动态特性仿真分析

以某型基于燃油计量阀的高压油泵为研究对象,在介绍其工作原理的基础上,利用AMESim软件建立高压油泵及共轨管的仿真模型,并通过高压油泵性能试验验证仿真模型的准确性,最后利用模型分析燃油计量阀控制信号的频率和占空比以及驱动轴转速对高压油泵动态特性的影响。结果表明:燃油计量阀控制信号的频率对高压油泵动态特性的影响较小,而燃油计量阀控制信号的占空比和驱动轴转速对高压油泵动态特性的影响较大。随着燃油计量阀控制信号占空比的减小以及驱动轴转速的增大,高压油泵输出高压燃油的响应加快,泵油能力增强。

航空发动机燃油计量装置特性仿真与试验研究

燃油计量装置作为航空发动机燃油控制系统的执行机构对航空发动机的性能有直接影响,全面掌握燃油计量装置特性是非常重要的。基于AMESim软件建立了航空发动机燃油计量装置的热液压模型,分析了燃油计量装置特性及受温度影响的规律,并通过试验验证了仿真结果。结果表明:建立的模型具有较高的精度,在控制器指令不变的情况下,随着油温的升高,燃油质量流量会有一定程度减小。

涡扇发动机主燃油流量监控模型的建立及验证

单发飞机装配新型发动机试飞具有较高的风险,作为发动机重要性能参数的燃油流量,可在一定程度上反映发动机的潜在故障。为确保某型涡扇发动机飞行试验安全,需对发动机主燃油流量建立监控模型。利用地面台架试验数据,结合主燃烧室喷嘴和主燃油计量装置的工作特性,建立了主燃油流量监控模型,并与装机后的地面试验数据进行对比。结果表明,该监控模型有较高的准确性和通用性,能及时发现发动机可能存在的问题和故障,确保飞行试验安全。

电喷发动机喷油器喷油量多通道检测仪的研制

为检测电喷发动机喷油性能 ,本文介绍一种以容积法为设计原理 ,单片机AT89C5 2为核心的六通道喷油器喷油量自动高速检测平台。阐述了喷油流量检测仪设计思想 ,硬件结构和软件设计方法 ,并提出流量数据采集和处理方法。该系统已投入使用 ,取得了良好的实际效果。

容积式船用柴油机油耗仪的研制

本文介绍了一种采用容积法计量的船用柴油机燃油消耗仪的结构及工作原理，并对测控单元进行重点介绍。

加力燃油计量装置的AMESim仿真研究

为获得加力燃油系统数字化仿真与性能验证平台,采用功能划分的方法分析了典型计量装置的功能模块,确定了伺服阀-随动活塞、计量活门-等压差活门是决定计量装置动态特性的主要组成部分,对其进行了数学建模。鉴于获得的数学模型描述系统特性时缺乏相关元件特性参数的设计依据,建立了由计量活门、等压差活门、电液伺服单元等组成计量装置的AMESim模型,计算主要结构参数后仿真分析了其稳态和动态特性。结果表明:基于控制系统构成的加力燃油计量装置功能划分与数学建模可为仿真研究与参数设计提供指导,AMESim可用于动态过程仿真与性能预测。

汽油机排气成分的连续测量分析

测量并分析了点燃式发动机起动、加速及若干稳定工况运行时排气中CO2、CO、HC、NO、O2的体积成分.结果表明:在发动机起动时,CO排放曲线上有一个峰值存在,在加速时,有一个峰谷存在;在排气的各成分中,HC的变化幅度较大;在发动机处于宏观稳定工况时排气中各成分亦呈现出一定波动.CO2、CO、HC、NO、O2的波动系数的变化分别为0.007～0.020、0.049～0.288、0.l～0.883、0.03～0.077、0.024～0.123.