点火定时对自由活塞内燃发电机运行特性的影响研究

精准的点火控制是实现自由活塞内燃发电机(FPEG)稳定运行的关键。设计了一款应用于FPEG的非接触式光电控制点火系统,通过试验和数值仿真研究了点火定时对FPEG运行特性的影响。试验研究结果表明,采用该光电控制点火系统,实现了FPEG连续稳定运行。随着点火触发点逐渐远离气缸顶部,发动机运行频率、缸内平均压力和平均指示功率均呈现先增加后减小的趋势;发动机最佳点火位置距离气缸顶部9 mm处,该工况下发动机的运行稳定性最佳。数值仿真研究结果表明,发动机气缸内火焰呈球形传播,随着点火触发点与气缸顶部的距离增大,火焰传播速度逐渐降低,总的放热量则呈现先增加后减少的趋势。

氢内燃发电机组爆炸性气体环境分析

氢内燃发电机组是重要的氢能发电设备,但氢气的使用给机组的安全运行带来额外风险。同时,考虑设备增效降本的需求,科学合理的爆炸性危险区域划分将为零部件选型、控制系统设置和操作流程规划提供指导性意见。有必要对机组箱体内氢气泄漏及通风进行量化,结合安全控制逻辑和特定操作流程,确认机组内部的危险区域等级,避免大量使用防爆部件,降低设备成本。

进气增压对自由活塞内燃发电机性能影响

采用增压技术可以提高现有自由活塞内燃发电机功率密度.文中针对一台自由活塞内燃发电机,建立了其一维仿真模型并根据试验数据进行了校核.通过模拟增压方式研究了进排气压力、配气相位、进排气管几何尺寸等参数对其性能的影响.设计了电动增压方案并确定了匹配参数,依据此选型了一台电动压气机.研究结果表明:当进气压力超过0.18 Mpa时,自由活塞内燃发电机有效功率超过了10 kW,给气比需保持1.3左右,扫气效率接近90%.此时扫气口需提前约0.74 ms开启,进气管容积也需适当扩大以此来保证充足的进气量和良好的换气品质.匹配结果表明在额定运行频率时自由活塞内燃发电机流通特性线穿过压气机高效区,设计点工况压气机效率超过73%.

自由活塞内燃发电机用直线电机的优化与实验研究

基于电机有限元仿真模型和多目标遗传算法(MOGA)优化设计了圆筒型无槽永磁直线电机的关键结构参数,分析了优化设计后的直线电机在空载状态、电动状态以及发电状态下的输出性能。通过在电机两端安装侧板的方法优化了直线电机的定位力,定位力有效值从22.36 N降为2.19 N,减小了90%。根据优化结果研制了试验机并进行了相关参数的实验测试,仿真结果与实验结果吻合良好,验证了该圆筒型无槽永磁直线电机经有限元电磁仿真设计及优化方案的可行性。

关于召开中国电器工业协会内燃发电设备分会2023年行业工作会议暨2023年行业论坛的通知

各行业单位:为了落实中国电器工业协会2023年度工作会议精神,扎实做好内燃发电设备行业相关工作,中国电器工业协会内燃发电设备分会2023行业工作会议定于2023年11月7日至9日在安徽合肥召开。本次会议由中国电器工业协会内燃发电设备分会(以下简称分会)主办,安徽德科电气科技有限公司承办。会议具体事项如下:一、会议主要内容学习贯彻工业与信息化部、中国机械工业联合会等上级部委的政策与规划;根据内燃发电设备行业现状,做2023年分会工作报告,并分析行业发展形势,专题研讨行业发展。

自由活塞内燃发电机稳定运行参数耦合分析

针对自由活塞内燃发电机较难实现稳定运行的问题,对自由活塞内燃发电机工作过程活塞受力状况进行了分析,结果表明其工作过程可以看成是单自由度有阻尼强迫振动系统。结合工作过程中的能量守恒原理,分析了自由活塞内燃发电机稳定运行过程中结构参数与性能参数之间的耦合关系,通过等效计算,获得了自由活塞内燃发电机稳定工作所需要的匹配参数。并以一样机为例,对分析结果进行了仿真验证,结果表明通过等效计算所确定的匹配参数能够近似实现稳定运行,验证了分析的正确性。

自由活塞内燃发电机活塞环摩擦特性研究

为验证自由活塞内燃发电机摩擦损失小的潜在优势,建立了活塞环混合润滑模型。通过数值求解,分别获得了同缸径的曲轴式内燃机和自由活塞内燃发电机的活塞环与缸套间的油膜厚度、摩擦力和摩擦功率。对比分析表明,两者的活塞环油膜厚度相近,平均摩擦功率近似相等。自由活塞的活塞环摩擦力峰值较大,持续时间较短。如果考虑凸轮、曲轴等其他部件的摩擦损耗,则在总机械摩擦损失方面,自由活塞内燃发电机相比曲轴式内燃机具有显著优势。

自由活塞式内燃发电机启动过程分析

针对自由活塞式内燃发电机启动过程中的匹配问题,建立了内燃发电机系统启动过程的数学模型。通过对活塞运动位移及速度的简化,推导出直线电机驱动力简化表达式。研究结果表明:增加内燃发电机的活塞运动组件质量,可以减小直线电机的驱动力,但是活塞组件达到的最大速度减小,不利于高速启动;减小内燃机摩擦阻力系数以及有效压缩比也可以降低直线电机的驱动力。利用该简化公式分析了一台样机的启动过程,获得了该样机所需要的最小驱动力。

内燃发电机组冷热电联供系统集成式热管理器的设计

内燃发电机组冷热电联供系统作为一种分布式能源供应系统，具有能源利用率高，经济性好等优点。在实际运行过程中，需要同时解决缸套水温度控制、余热回收与管理等多个问题。为解决这些问题，该文提出集成式热管理器的概念。该热管理器既可以控制缸套水温度，又可以实现多品位热源输入、多种类热用户热量输出和余热热能管理等多种功能。文中介绍了其运行原理和热管理思路，并基于微型冷热电联供实验系统，给出了热管理器工程样机的具体设计实例。模拟结果表明，微型冷热电联供系统发电功率从空载到满负荷12kW发电的过程中，在不同余热利用工况下，内燃发电机组缸套水进口温度都可以控制在84～89℃，同时具备良好的余热热能管理功能。

自由活塞内燃发电机稳态压缩比控制

为解决自由活塞内燃发电机的稳定控制问题,根据能量守恒定律建立了连续运行过程周期能量转化与传递模型。通过数值仿真分析,获得了满足稳定运行的基本能量平衡条件,包括压缩能和系统能量余值方程,从而实现了周期能量余值和压缩能的稳定变化。以压缩比为目标建立了连续周期能量动态平衡的控制系统及策略,即以喷油量和压缩比为控制输出变量,采用比例-积分-微分控制器进行控制,进而实现了可控压缩比的连续稳定运转。研究结果表明:采用所建控制系统及策略后,自由活塞内燃发电机运行可靠、稳定;压缩比在负载变化后出现短暂振荡,但经多个周期后恢复稳定,缸内峰值压力和运行频率具有相似的变化趋势,各参数变化均在可接受的范围内。

自由活塞内燃发电机低速不稳定性影响因素分析

单缸低速试验表明,自由活塞内燃发电机低速模式缸内燃烧并不稳定,呈间隔循环着火。为探索其原因,构建了系统CFD(计算流体力学)模型,对比分析了自由活塞内燃发电机换气过程与传统二冲程内燃机换气过程之间的差异,通过计算解释了试验中着火不稳定的现象,并得到了换气过程中影响换气效果的关键因素是扫气箱容积变化率的结论。随后探寻改善自由活塞内燃发电机低速不稳定性的设计策略,在计算模型中进一步研究了动子(磁棒)直径、扫气箱容积、进气增压压力对换气过程的影响。研究发现:减小动子直径与缸径比、对进气增压能显著改善自由活塞内燃发电机的换气效果,而在保证提供充分混合气量基础上扫气箱容积的改变对换气效果影响不大。

微型摆式内燃发电机频率的计算与分析

针对所研制的微型摆式内燃发电机(MICSPG),阐述了各组成部分的工作过程及工作特点,建立了微型内燃发电系统的数学模型。在引入平均指示压力和线性气体弹簧分别对内燃机动力腔中由燃烧和最大预压缩压力而引起的气体压力进行线性化分析的基础上,得到了系统的传递函数,并据此研究和分析了微型摆式内燃机发电系统的稳定性和运动频率。研究结果为微型摆式内燃发电系统结构参数的确定和控制系统设计提供了有益的参考。

内燃发电机组频率前馈补偿PID神经网络控制

频率稳定性是内燃发电机组供电质量的重要指标,提出了频率前馈和反馈协调控制的方法。前馈补偿控制器采用模糊决策,以负载电流为输入来跟踪负荷变化并对负荷扰动做出快速反应。反馈控制器按PID控制规律构造PID-NN网络,通过在线学习自适应机组参数的变化和与模糊前馈相协调,对系统误差进一步控制。通过改装的天然气发电机组进行频率控制试验,结果表明,模糊前馈补偿PID-NN反馈协调频率控制效果优于传统的PID控制,具有可行性和有效性。

内燃发电机组自启动控制与故障检测装置设计

该装置以M6 8HC11E9单片机为核心 ,完成多种机型的监测与控制任务 ,并能实现远程遥控与监测。文中叙述了它的主要功能与工作原理 ,并给出了装置的软硬件设计以及解决的主要技术问题 ,使用结果表明 :该装置工作可靠 ,性能稳定 。

微型摆式内燃发电机的循环能量分析及效率计算

微型摆式内燃发电机(M ICSPG)是微型摆式内燃机和发电机的有机集成体。在左、右燃烧室的交替驱动下,M ICSPG通过自由活塞组件(SFPA)的往复摆动,实现燃料的化学能和电能的直接转换。本文从M ICSPG的一个工作循环着手,按照能量的输入、流动、耗散及输出的传递过程,剖析了M ICSPG中能量的转换规律;并以此为基础,估算了M ICSPG的效率、平均输出功率、SFPA的最大瞬时速度等特性参数。研究结果对M ICSPG中各能量组件依存关系的理解、控制系统的设计、工作特性及效率的提高提供了有益的参考。

内燃发电机组机房降噪技术

介绍了内燃发电机组机房设计技术。

内燃发电设备粘接修复实例

胶粘在内燃发电设备维修领域的应用。对铝合金类、电胶木类、铸铁类损坏的零部件采用胶粘修复。

自由活塞内燃发电机能量转换与传递过程研究

根据能量守恒定律,建立自由活塞内燃发电机运行过程周期能量模型。通过计算获得一个周期内的能量转换规律,并分析相邻周期的能量传递过程,得到不同压缩比下的能量变化情况及其对性能的影响。分析结果表明,自由活塞内燃发电机能量转换有效效率的理论值可达40%。燃烧、扫气及散热等为能量损失的主要部分。连续运行过程中,一侧气缸作功行程后期的部分能量作为压缩能传递给另一侧,直接影响下一周期燃烧。压缩比变化对各能量及有效效率有不同影响,保持压缩能稳定对运行控制至关重要。

神经网络多重模型在内燃发电机组配电系统故障诊断中的应用

将神经网络理论应用于汽油发电机组故障诊断，以ＢＰ算法为基础，建立了故障诊断系统，对汽油发电机组配电系统的常见故障进行了数值模拟，诊断结果精确，表明该方法能够用来解决非线性系统的故障诊断问题。

内燃发电机组联轴器新匹配策略

目前,内燃发电机组联轴器的匹配策略主要针对稳态均衡工况.但在内燃发电机组实际运行中,内燃机可能会在非均衡工况下工作,并且往往因非均衡工况导致联轴器破坏等轴系故障.因而提出一种在均衡和非均衡工况下内燃发电机组轴系都具有良好扭振性能的联轴器新匹配策略.以某型内燃机车的内燃发电机组轴系为研究对象,采用仿真分析方法详细探讨了轴系联轴器新匹配策略的优越性;同时对采用新匹配策略的轴系进行了扭振测试,结果表明:匹配变刚度联轴器后,轴系在稳态均衡工况和非均衡工况下各部件扭振响应均得到有效控制,验证了新匹配策略的有效性和实用性.