基于数据均衡化的船舶涡轮增压系统故障诊断

在船舶涡轮增压系统的故障诊断方面,针对正常状态与故障状态数据不平衡的问题,采用基于熵权重的Entropy-Weight SMOTE方法对数据样本进行增强,改善样本的不均衡性,并结合支持向量机(SVM)进行故障诊断.基于已有SMOTE算法与熵理论,以舰船动力系统仿真平台运行数据作为样本集,搭建基于熵理论的Entropy-Weight SMOTE与SVM的涡轮增压系统故障诊断模型;将舰船动力仿真平台数据样本导入模型进行仿真计算,综合各类评价指标,评判该方法的可行性.仿真实验表明在采用Entropy-Weight SMOTE进行样本均衡化后,分类准确度和综合指标(F-Measure)提升了5.1%和6.5%.结果表明:该方法可以有效提高数据样本不平衡时涡轮增压系统的故障分类效果.

长栈桥码头增压系统设计及应用

码头设置增压系统是解决卸船泵自身扬程不足导致输送距离较短的有效途径之一。针对长栈桥码头增压系统设计问题进行工艺输送方案、增压泵选型及控制技术研究,采用管路特性曲线与泵组流量-扬程曲线耦合等研究方法,结论是在码头平台设置增压泵,船泵与增压泵之间缺少有效缓冲,上下游泵流量难以匹配,极易造成增压泵抽空现象,在条件允许时不应作为首选方案,应按最大卸船流量及最大黏度确定增压泵的流量和扬程,且不宜再取设计余量,否则将严重偏离泵的额定工作点,影响泵的正常运行。绘制不同卸船流量及黏度介质的管路特性曲线和泵组合运行流量-扬程曲线耦合图,有效解决最优泵组合运行及控制方案难以确定的问题。

电液伺服增压系统压力冲击抑制方法研究

传统阀控增压系统通过开环控制换向阀来控制双作用增压缸高频次往复运动进而达到高压容腔的工作压力,但开环控制换向阀频繁阶跃换向会导致巨大的压力冲击,易造成系统元件损坏与管路破裂等问题,影响系统稳定性和可靠性。因此,基于增压缸位置闭环与主动调节液压泵输出压力的复合控制策略连续调节换向阀的阀芯位移,从而减小增压缸系统工作过程中液压冲击。利用多学科仿真软件SimulationX搭建所提增压系统液压仿真模型,与传统阀控增压系统试验所得曲线对比。结果表明:所提系统增压缸油腔刚启动时压力冲击由19.45 MPa降低为7 MPa,运行过程中增压缸油腔压力冲击由4.8 MPa降低为1.11 MPa,液压泵压力冲击由18.3 MPa降低为2.8 MPa。此方法可有效降低增压系统压力冲击,具有良好的减缓冲击效果,有助于增强系统可靠性,延长元件及系统寿命,降低运维成本。

两级增压系统对柴油机燃烧及排放特性的影响

基于原机单级增压柴油机,匹配了2TC1及2TC2两种两级增压系统方案,2TC2高压级压气机流量范围及高效区大于2TC1。相对单级增压系统,两级增压系统压缩终了时压力较高,能够改善燃烧过程,加快燃烧速率,降低后燃比例,降低排气温度。两级增压系统能够明显提升柴油机空燃比及进气流量,从而提高中低转速的扭矩能力,从而使得低速扭矩提升75~115Nm,有效燃油消耗降低10~25g/kW·h。2TC1及2TC2较高的空燃比,使得燃烧较充分,尤其是烟度生成量较低。900rpm时,单级增压系统的烟度为1.5FSN,2TC1及2TC2的烟度仅为0.1FSN。

DA42NG飞机涡轮增压系统典型故障分析

涡轮增压系统对于飞机的飞行性能和经济性都有着至关重要的影响,它能够提高发动机效率、减少燃油消耗和排放、提升飞行的操作灵活性和安全可靠性。对于装配有涡轮增压系统的飞机而言,涡轮增压系统故障是发生率和维护成本较高的故障之一。文章以DA42NG飞机的涡轮增压系统为研究对象,首先分析系统的组成和工作原理,其次剖析典型故障的原因,最后提出维护建议,以期为该机型及类似机型相关故障的排除提供参考。

气路增压系统在压力机上的应用

本文主要介绍两种压力机气路增压系统的结构、设计计算及工作原理,在此基础上,对两种系统优劣进行了比较。

汽车桥壳液压胀形工艺增压系统设计

目的:为稳定提升汽车桥壳制造质量,需要对相关液压胀形工艺展开详细分析;方法:将位移控制作为管坯的内部压力主要控制方法,对汽车桥壳液压胀形的增压系统进行优化设计;结论:采用位移控制与压力控制的双重管坯内部压力控制方案,可以获得基本匹配满足汽车桥壳的制造标准的汽车桥壳产品;结果:在设计汽车桥壳液压胀形增压系统时,合理提升汽车桥壳液压胀形处理质量。

汽车桥壳液压胀形工艺增压系统设计

液压胀形是制造管壳类零件的一种先进成形方法。在分析汽车桥壳液压胀形工艺的基础上,设计了双级增压系统以实现液压胀形过程中低压快速充液、补液增压、高压校形以及快速泄压的工作要求。确定了压力控制路径和增压器位移路径,给出了基于位移控制为主、压力控制为辅的控制策略,并进行了生产性试验,得到了成形性较好的液压胀形汽车桥壳管件。

电液伺服增压系统的压力冲击抑制方案及特性

传统伺服增压系统采用电磁换向阀控制增压缸双向运动,电磁换向阀阀芯位移阶跃变化,导致液压泵变量机构响应不及时而产生大的压力冲击,造成系统中部分元件的损坏并影响系统的正常工作。为此,提出一种液压泵压力主动调控与增压缸位置闭环控制的方法,在液压泵出口增设蓄能器,并使液压泵压力根据增压缸水腔压力实时变化,减小增压缸换向过程压力冲击。建立了所提伺服增压系统的仿真模型,分析伺服增压系统运行特性和所提方案减小压力冲击的效果。结果表明,与传统伺服增压系统相比,采用提出的解决方案,液压泵出口压力冲击由21 MPa减小为14 MPa;增压缸在系统启动过程中的油腔压力冲击由32 MPa降低为7.1 MPa,降低幅度为77.8%;高压运行过程中,油腔压力冲击降低4.5 MPa。同时,所提方案具有良好的节能效果,一个增压周期内,与传统增压系统相比,能耗降低了6.7%。

非金属壳体水压试验装备增压系统技术改进

对非金属壳体水压爆破试验工艺与装备在试运行中出现的问题进行了分析,运用理论与经验相结合的方法,确定了问题发生的原因并给出了解决方案。通过对非金属壳体水压爆破试验装备的核心增压系统进行技术改进,解决了原设备在生产中存在的不足,改进后的设备能够满足容积0.005 m^(3)~25 m^(3)、压力0 MPa~150 MPa的非金属壳体的水压试验与水压爆破试验,增压速度快,压力曲线均匀连续,无压降现象发生,最大试压精度可达±0.1 MPa。

高海拔柴油机二级可调增压系统非线模型预测控制

针对高海拔条件下二级可调增压系统多参数、多目标控制的需要,利用GT-power软件进行二级可调增压柴油机变海拔的瞬态仿真试验。基于仿真数据建立柴油机BP神经网络性能预测模型,提出一种基于神经网络的柴油机高海拔二级可调增压系统非线性模型预测控制算法。设计柴油机双VGT二级可调增压系统NMPC控制器,利用控制协同控制柴油机高、低压级VGT叶片开度,达到跟踪增压压力和进气流量的目的,继而提高柴油机高海拔工况下的瞬态响应特性和动力性。对控制器的控制性能进行仿真验证,结果表明:在不同海拔条件下,控制器定转速稳态工况的增压压力控制误差为0.18%,进气流量控制误差为0.015%,控制器变转速瞬态工况的增压压力控制误差为0.26%,进气流量控制误差为0.008%,控制器在不同海拔定转速和变转速工况下均表现出较高的控制精度和响应速度。

双VGT两级可调增压系统高海拔调节规律仿真研究

本文利用GT-Power软件建立了双VGT两级可调增压柴油机高海拔仿真模型。基于双VGT两级增压仿真模型,开展了0-5500m海拔高度,柴油机不同转速(800r/min、1000r/min、1200r/min、1500r/min、1800r/min、2100r/min),不同负荷工况下高低压级VGT叶片开度调节特性仿真研究,得到了各个工况下高低压VGT叶片最佳开度,通过优化,得到了VGT叶片开度的最佳控制MAP。

基于PLC的乏汽增压系统控制技术

现有的控制技术增压值小、控制适应能力差,为此,本文研究了基于PLC的乏汽增压系统控制技术。首先,分析系统的性能,以系统输入参数作为压缩装置的设计参数,控制燃烧室的温度为定值;其次,通过计算流量与燃烧室温度的关系,在稳定工况下建立动力系统的计算模型;再次,在机组启动过程中,使预热蒸汽进入MSR装置进行再热,以有效分离饱和蒸汽中的水分;然后,设定并调节再热器管板温度与抽汽温度差值,利用光纤通信将PLC的数据传输到中控设备,通过PID输入设定频率以控制增压泵;最后,在旁通阀供水后,等待水压较低时,通过开启增压泵提升水压,完成对机组的控制运行。实验结果表明,当温度达到150℃时,实验组的低温蒸汽增压可达到0.4 MPa,有效提高了蒸汽的压差,改善了增压系统的控制适应能力。

车用涡轮增压系统零部件改进探索

近年来,在许多国家的民用汽车出现了采用涡轮增压高速发动机的趋势。欧美各国增压器的产量日益增加。涡轮增压有成本低、"投资少,"可增加发动机功率,在离海拔地区能补偿功率损失,以及使发动机符合严格的排气污染法规(主要是排烟度的规定)等优点。但是,普通涡轮增压发动机的扭矩系数不能满足军用发动机的要求。采用可变截面自动排放装置,虽然能获得所要求的高扭矩系数和等功率特性,但因结构复杂降低了运转可靠性,所以在车用发动机上没有得到普遍的推广。

双涡轮增压系统压气机通流特性匹配方法

通过离心式压气机特性图谱分析,建立了压气机通流特性模型来表征节流线。基于压气机通流特性模型,针对车用柴油机典型工况建立了性能指标函数,从而指导增压系统匹配方案的确定。针对典型双涡轮增压系统,明确了增压系统匹配流程,建立基于压气机通流特性的匹配方法。针对某型6缸增压柴油机不同工况的性能参数指标,进行了相继增压系统和可调两级增压系统匹配计算,分别进行了大小增压器和高低压级增压器选型。通过搭建柴油机相继和可调两级增压系统试验台架,试验验证了双涡轮增压系统匹配方案,试验结果表明,所匹配的相继和可调两级增压系统能够满足不同典型工况的压比和流量要求,进而实现柴油机不同工况的性能指标,保证了柴油机全工况范围的正常运行。同时根据柴油机试验结果,以燃油经济性最优为目标,确定了相继和可调两级增压系统全工况控制策略。

基于不同增压系统共轨柴油机变海拔工作特性模拟

以两级增压共轨重型柴油机为研究机型,采用GT-Power构建了其一维热力学仿真模型,对比模拟了柴油机采用两级增压(2,TC)和单级增压(1,TC)的变海拔(0、2和4,km)工作特性.结果表明:1,TC压气机效率在发动机低速和高速时随海拔升高而降低.对于2,TC,低压级压气机效率在发动机低速时随海拔升高而降低,而高压级效率随发动机转速增加呈先升后降,且在0海拔下高转速时显著减小;相比1,TC,2,TC在高海拔下低速时的排气损失率显著降低,但传热与摩擦损失率增大,同时泵气损失随转速增大逐渐高于1,TC;随EGR率增大,1,TC压气机效率呈先升后降,且随海拔升高而降低.2,TC低压级效率随EGR率增大而快速降低,而高压级效率呈先升后降,并在低EGR率时随海拔升高而增大;随EGR率增加,2,TC传热损失逐渐高于1,TC,但能显著降低高海拔时排气损失率和改善NO_x-BSFC之间trade-off关系.

带有放气阀的二级增压系统的设计与试验

二级增压系统在重型柴油机和高性能轿车柴油机上均有良好的应用前景。为获得结构更为紧凑的二级增压系统,提出了将调节阀集成在高压级涡轮壳内部的二级增压系统结构方案,进行了增压系统与柴油机的匹配计算、两个涡轮壳的设计计算、调节阀计算以及流动分析,并对所设计的二级增压系统进行了试验研究。调节阀流通性能试验结果表明:高压级涡轮膨胀比在1.2到2的变化范围时,调节阀的流量调节范围达30%以上。紧凑型二级增压系统的联合运行性能试验结果表明:系统可以有效工作,且运行在高效率区。

带不同类型调节阀的二级增压系统结构与性能对比

对带外置式蝶阀的二级增压系统和带内置式旁通阀的二级增压系统进行了结构和性能比较。从结构上看,带内置式旁通阀的二级增压系统结构更为紧凑,但2个涡轮箱都需要重新设计。由试验结果可知,带外置式蝶阀的二级增压系统具备更大的流量调节能力,可实现高压级增压器的短路,带内置式旁通阀的二级增压系统旁通废气量可达总流量的30%以上。

柴油机可调两级增压系统高原自适应控制策略

为提升某V型柴油机的高海拔性能,通过可调两级增压系统的匹配计算,确定了高低压级涡轮和压气机的特性。基于变海拔稳态工况性能目标,进行了柴油机全工况最佳阀门开度和最佳增压压力的标定计算。建立了柴油机的瞬态响应仿真模型,计算分析了海拔高度对增压压力瞬态响应特性的影响规律。根据最佳增压压力MAP图设计了开环和闭环控制策略,在不同海拔高度下研究其改善增压压力瞬态响应特性的能力。结果表明:与开环控制策略相比,闭环控制策略能更好地改善柴油机变海拔的瞬态响应性能。通过采用增压压力的闭环控制策略,平原工况的增压系统响应时间由2.82 s减少到2.41 s,海拔3 000 m时由3.20 s减少到2.32 s,响应时间减少了27.5%;海拔4 500 m时由3.41 s减少到2.25 s,在很大程度上减弱了海拔高度对发动机瞬态响应特性的影响。

进气门晚关机构与增压系统在中等负荷的优化匹配

以潍柴蓝擎WP12型重型柴油机为研究对象,在各转速中等负荷工况,通过对比进气门晚关机构(IVCA)开闭两种状态对两级增压系统匹配关系的影响,分析其对关键气路参数和燃烧过程的影响。研究表明,随着喷油定时向上止点后推迟,IVCA机构对NOx和碳烟折中排放的降低作用越发明显。同时,使用IVCA机构后,减少了进气流量,降低了柴油机涡前压力,这将有利于改善高涡前压力工况的有效热效率。结合IVCA机构开闭状态对增压系统运行规律的影响,协同控制油路策略和气路状态参数,可实现IVCA机构与增压系统在柴油机中等负荷的优化匹配。