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Revisiting the benchmark problem of starting control of combustion engines
1
作者 Jiangyan ZHANG Zhenhui XU Jinwu GAO 《Control Theory and Technology》 EI CSCD 2019年第2期148-155,共8页
Starting of combustion engines is a typical transient operating mode that has sigrdficant influence to the engine performance.Due to the distinct variations in the pathes of air intake and fuel injection,the model of ... Starting of combustion engines is a typical transient operating mode that has sigrdficant influence to the engine performance.Due to the distinct variations in the pathes of air intake and fuel injection,the model of the engine system contains considerable uncertain parameters.To search effective control schemes that guarantee desired performance,engine starting control is proposed as a benchmark challenge problem.As a challenging result,a model-based control scheme is developed perviously.In this work,the benchmark problem is revisited and a modification for the fuel injection path control of the previous work is proposed by integrating a time sequence regressive based parameter tuning strategy.Validation by the benchmark problem simulator shows that although the new strategy has simple structure,similar control performance is obtained.Especially,the new strategy has potential extensibility with learning based methods to further improve the performance of the benchmark problem on engine starting control. 展开更多
关键词 COMBUSTION engine starting control transient performance BENCHMARK challenging
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船用柴油机均值模型建模及仿真研究
2
作者 杨传雷 张文乐 +1 位作者 王贺春 王振洪 《应用科技》 CAS 2024年第1期105-111,共7页
柴油机模型的研究是探究柴油机性能、实现虚拟仿真的基础,可缩短仿真计算时间、有效节约柴油机开发成本。本文以RK270柴油机为研究对象,使用GT-POWER软件建立稳态性能仿真模型,在此基础上,采用仿真精度高、计算速度快的平均值法,以C++... 柴油机模型的研究是探究柴油机性能、实现虚拟仿真的基础,可缩短仿真计算时间、有效节约柴油机开发成本。本文以RK270柴油机为研究对象,使用GT-POWER软件建立稳态性能仿真模型,在此基础上,采用仿真精度高、计算速度快的平均值法,以C++语言建立柴油机平均值模型,并归纳通用的平均值模型建模标定校核流程;提出二元响应拟合的方法,解决了涡轮增压器特性参数处理困难的问题,并借助数学工具,获得了压气机主要工作区域内拟合精度较高的模型。完成模型开发后,分析了8组工况下的仿真结果,通过误差分析,验证了模型的准确性,丰富完善了柴油机建模理论和方法,可应用于实时控制模型的动态仿真或者实现与船舶动力系统的交互。 展开更多
关键词 柴油机 性能仿真 建模 GT-POWER 推进特性 平均值模型 二元响应拟合 压气机
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低温环境下柴油机冷起动性能试验研究 被引量:1
3
作者 吕恩雨 余磊 +1 位作者 朱波 贺捷 《内燃机与动力装置》 2024年第1期23-29,共7页
为改善柴油机冷起动性能,对某排量为2.5 L、采用进气加热器预热的柴油机开展环境温度为-30℃极寒条件下的冷起动试验,研究压缩比、节气门开度、预热方式、控制策略等对柴油机冷起动性能的影响。试验结果表明:压缩比为17.0,采用进气加热... 为改善柴油机冷起动性能,对某排量为2.5 L、采用进气加热器预热的柴油机开展环境温度为-30℃极寒条件下的冷起动试验,研究压缩比、节气门开度、预热方式、控制策略等对柴油机冷起动性能的影响。试验结果表明:压缩比为17.0,采用进气加热器时,柴油机加热时间较长,功率消耗大,无法正常起动;增大压缩比和节气门开度,能够提高压缩终了时缸内混合气的压力和温度,改善低温时柴油机的冷起动性能,但效果不佳;采用预热塞预热,柴油机起动迅速,起动时间为3.95 s,可有效提高柴油机冷起动性能;预热塞和燃油油束的相对距离通常设置为0.4~2.0 mm。 展开更多
关键词 柴油机 冷起动性能 压缩比 预热方式 控制策略 节气门开度
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基于压缩空气起动的柴油机瞬态特性仿真研究
4
作者 刘楠 霍柏琦 +1 位作者 童大鹏 纪若冰 《舰船科学技术》 北大核心 2024年第12期108-115,共8页
利用一维仿真软件GT-Power建立大功率船用柴油机稳态模型,在此基础上对系统进行改进,增加高压气瓶、管路、空气分配器、起动空气阀模块,构建基于压缩空气分配器起动的柴油机起动过程瞬态模型,并试验验证2种模型的准确性。系统分析了环... 利用一维仿真软件GT-Power建立大功率船用柴油机稳态模型,在此基础上对系统进行改进,增加高压气瓶、管路、空气分配器、起动空气阀模块,构建基于压缩空气分配器起动的柴油机起动过程瞬态模型,并试验验证2种模型的准确性。系统分析了环境压力、滑油温度和起动系统参数等对柴油机起动过程性能的影响,结果表明,该压缩空气系统驱动柴油机起动时间为2.6 s,能够实现连续6次起动,满足柴油机起动性能要求;选取压缩空气压力为30 bar、气瓶容积为350 L、空气管路直径为36 mm、供气起始角为-5° CA能够有效提高柴油机起动性能;从100%负载突加突卸计算结果来看,该柴油机瞬态调速率达到4.67%,不超过5%的指标要求,转速恢复到额定转速±2%的恢复时间增加至0.57 s,满足指标要求。 展开更多
关键词 压缩空气起动 柴油机 瞬态 调速特性 GT-POWER
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大功率船用柴油机空气电机启动过程瞬态特性仿真
5
作者 刘楠 童大鹏 +1 位作者 孙青柯 李鹏蕾 《造船技术》 2024年第3期5-11,共7页
为提升大功率船用柴油机启动性能,采用GT-power软件建立船用柴油机稳态模型,增加空气电机启动系统模块,构建柴油机启动过程瞬态模型。基于仿真结果,分析环境排气背压、润滑油温度和压缩空气系统参数等对柴油机启动性能的影响规律。仿真... 为提升大功率船用柴油机启动性能,采用GT-power软件建立船用柴油机稳态模型,增加空气电机启动系统模块,构建柴油机启动过程瞬态模型。基于仿真结果,分析环境排气背压、润滑油温度和压缩空气系统参数等对柴油机启动性能的影响规律。仿真结果可为基于空气电机启动的大功率船用柴油机的系统参数设计和性能评估提供依据。 展开更多
关键词 大功率船用柴油机 空气电机 启动过程 瞬态特性 GT-POWER软件
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燃料挥发性对柴油机性能及排放的影响 被引量:11
6
作者 孙万臣 刘巽俊 +2 位作者 宫本登 小川英之 河隆夫 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第4期317-324,共8页
针对不同的发动机热状态及压缩比,试验研究了燃料物化特性对柴油机稳态及过渡工况下性能、排放的影响规律。应用自行开发的柴油机过渡工况控制系统及排气采集装置,模拟车用柴油机实际工作时的加速状态,对具有相同十六烷值但有不同挥发... 针对不同的发动机热状态及压缩比,试验研究了燃料物化特性对柴油机稳态及过渡工况下性能、排放的影响规律。应用自行开发的柴油机过渡工况控制系统及排气采集装置,模拟车用柴油机实际工作时的加速状态,对具有相同十六烷值但有不同挥发性能燃料的HC排放特性进行了研究,利用气相色谱仪对HC排放成分进行了分析。研究结果表明,采用挥发性好的燃料,可有效降低排气烟度,提高有效热效率,在发动机热状态不好及压缩比较低等燃烧条件恶劣、HC排放高的情况下,可有效地降低HC排放。 展开更多
关键词 柴油机 燃料挥发性 排放性能 压缩比 燃烧性能 技术参数
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膜法富氧进气改善直喷式柴油机的起动性能 被引量:13
7
作者 肖广飞 乔信起 +2 位作者 孙恺 黄震 陈宗蓬 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第10期1629-1632,共4页
在一台四冲程直喷式柴油机上进行了富氧进气改善起动性能的试验研究.使用膜法富氧系统为柴油机供应φO2,in=23%,25%和27%的3种富氧气体,实时测量起动过程中缸内压力和烟度、NOx、HC、CO排放,并与φO2,in=21%进气(环境空气)时所测数据进... 在一台四冲程直喷式柴油机上进行了富氧进气改善起动性能的试验研究.使用膜法富氧系统为柴油机供应φO2,in=23%,25%和27%的3种富氧气体,实时测量起动过程中缸内压力和烟度、NOx、HC、CO排放,并与φO2,in=21%进气(环境空气)时所测数据进行比较.结果表明:采用富氧进气能够提高柴油机的起动性能,使之更快进入怠速暖机阶段;同时显著降低烟度、HC、CO排放,但NOx排放增加. 展开更多
关键词 富氧进气 柴油机 起动性能 排放
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195柴油机功率油耗CAT系统的研制 被引量:4
8
作者 刘成良 王会明 +2 位作者 唐关祥 尹克荣 聂宜茂 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1995年第1期106-110,共5页
本系统是在吸取BSY-1型检测仪机械系统精华的基础上,而研制的一套完整的集机械、微电子、软件工程技术为一体的计算机辅助测试系统。实现了对扭矩、转速、功率、油耗的计算机辅助测试及曲线绘制。由于本系统采用了动态实时图象显... 本系统是在吸取BSY-1型检测仪机械系统精华的基础上,而研制的一套完整的集机械、微电子、软件工程技术为一体的计算机辅助测试系统。实现了对扭矩、转速、功率、油耗的计算机辅助测试及曲线绘制。由于本系统采用了动态实时图象显示技术及在线数字屏幕输出,增加了系统的实用性、直观性。本系统可在几分钟内完成对195柴油机的功率、油耗测试,解决了目前国内机械式功率油耗测试仪安装操作复杂、测试精度低、误差大、计算繁琐、效率低的问题,具有广泛的推广前景及应用价值。 展开更多
关键词 柴油机 功率 油耗
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车用涡轮增压柴油机加速工况瞬态特性仿真 被引量:9
9
作者 黄粉莲 纪威 +1 位作者 周炜 张禄 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期63-69,共7页
为研究车用涡轮增压柴油机加速工况的瞬态响应及氮氧化物(NO)排放特性,基于充.排法建立柴油机及其附件系统工作过程模型,初次考虑瞬发NO机理对瞬态工况下NO排放的影响,根据曲轴转矩平衡方程推导发动机瞬时角加速度与车辆状态参数... 为研究车用涡轮增压柴油机加速工况的瞬态响应及氮氧化物(NO)排放特性,基于充.排法建立柴油机及其附件系统工作过程模型,初次考虑瞬发NO机理对瞬态工况下NO排放的影响,根据曲轴转矩平衡方程推导发动机瞬时角加速度与车辆状态参数的关系,在Matlab/Simulink环境下集成柴油机系统加速瞬态过程仿真模型。仿真和验证结果表明:柴油机稳态及加速瞬态工况仿真结果均与实际情况相符,模型设计合理准确;稳态工况下瞬发NO机理对总NO排放的贡献为5.26%~11.36%;瞬态工况下,涡轮迟滞时间约为0.14S,柴油机加速开始阶段油气混合不匀导致燃烧品质下降,热NO及瞬发NO生成均明显增加。研究结果可为发动机瞬态性能及NO排放的预测与分析提供参考。 展开更多
关键词 柴油机 车辆 一氧化氮 排放控制 加速工况 瞬态特性
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用瞬时转速法判定柴油机起动性能 被引量:3
10
作者 吴波 程勇 张立梅 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1995年第1期15-18,共4页
介绍了一种新的测量起动性能的装置及原理,并给出了3台柴油机的实测结果。ZBJ90002-87标准规定,根据各缸排气温度的差别来判断全部气缸是否都着火。在本文中,作者提出根据飞轮在一个工作循环中的瞬时转速变化曲线,将更... 介绍了一种新的测量起动性能的装置及原理,并给出了3台柴油机的实测结果。ZBJ90002-87标准规定,根据各缸排气温度的差别来判断全部气缸是否都着火。在本文中,作者提出根据飞轮在一个工作循环中的瞬时转速变化曲线,将更容易得出准确的结论。 展开更多
关键词 柴油机 起动 性能 瞬时值
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车用柴油机起动性能研究 被引量:4
11
作者 黄宁 段家修 +2 位作者 尧命发 傅晓光 许斯都 《小型内燃机与摩托车》 CAS 北大核心 2003年第6期16-17,20,共3页
人们发现 ,一些满足排放法规的车用柴油机投入使用后 ,在寒冷地区起动困难 ,而且起动后排气管冒浓白烟 ,这不仅给用户带来不便 ,还污染环境 ,成为低排放车用柴油机需要解决的一个问题。本文介绍了解决这一问题所进行的试验研究工作。研... 人们发现 ,一些满足排放法规的车用柴油机投入使用后 ,在寒冷地区起动困难 ,而且起动后排气管冒浓白烟 ,这不仅给用户带来不便 ,还污染环境 ,成为低排放车用柴油机需要解决的一个问题。本文介绍了解决这一问题所进行的试验研究工作。研究结果表明 ,过小的供油提前角是造成这个问题的主要因素 。 展开更多
关键词 车用柴油机 起动性能 排放法规 寒冷地区 供油提前角
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多段加载策略对柴油机瞬态性能影响的试验 被引量:3
12
作者 刘忠长 丁云龙 +1 位作者 田径 张龙平 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期193-200,共8页
为改善柴油机瞬态加载过程中燃烧与排放性能恶化的问题,利用瞬态测控系统,在一台增压中冷柴油机上试验研究了先快后慢的多段加载策略,探索不同的"第一段加载率"、"加载停滞时间"及"第二段加载率"对柴油... 为改善柴油机瞬态加载过程中燃烧与排放性能恶化的问题,利用瞬态测控系统,在一台增压中冷柴油机上试验研究了先快后慢的多段加载策略,探索不同的"第一段加载率"、"加载停滞时间"及"第二段加载率"对柴油机转矩响应性能、燃料放热量10%,所对应的曲轴转角(CA,10)、燃料放热量50%,所对应的曲轴转角(CA,50)、烟度、CO和NOx等排放物的影响规律.结果表明:与匀速加载策略相比,"第一段加载率"越大,转矩响应性能越好,50%,转矩响应性最大提高20.4%,;较长的"加载停滞时间"能够改善排放恶化问题,烟度和CO峰值最大分别降低16.67%,和27.99%,,且在第二段加载过程中CA,10和CA,50延后程度降低;而"第二段加载率"越大,90%,转矩响应增加率越小,燃烧与排放略有恶化.综合考虑瞬态性能,"第一段加载率"为665,(N·m)/s,"加载停滞时间"为1.2,s,"第二段加载率"为221.67,(N·m)/s的加载策略为最具折衷性能的多段加载策略. 展开更多
关键词 增压柴油机 瞬态工况 加载策略 性能优化
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起动电流在发动机气密性检测中的应用 被引量:2
13
作者 程利军 张英堂 +2 位作者 李志宁 任国全 郑海起 《振动.测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2012年第6期986-989,1038-1039,共4页
针对传统的发动机气密性检测需要拆卸发动机的缺点,提出了一种基于起动电流的不解体实车在线检测方法。在对发动机不供油起动阶段各缸工作行程、起动阻力矩、瞬时转速、电压和电流的变化规律及相互关系进行了理论建模后,通过柴油机智能... 针对传统的发动机气密性检测需要拆卸发动机的缺点,提出了一种基于起动电流的不解体实车在线检测方法。在对发动机不供油起动阶段各缸工作行程、起动阻力矩、瞬时转速、电压和电流的变化规律及相互关系进行了理论建模后,通过柴油机智能检测节点同步采集的实测信号验证了理论模型的正确性。针对F3L912型柴油机提取工作相位难的问题,采用压缩上止点指数来定位压缩行程上止点,进而实现故障缸的定位,并引入了归一化的气缸密闭性参数来判断气缸密闭一致性。在对正常、轻微漏气及严重漏气3种工况下提取的参数进行分析后,证实了提取的参数能够有效区分这些工况。本研究方法在实车在线不解体的情况下实现了发动机气密性故障的定性、定缸和定量判断。 展开更多
关键词 柴油机 故障诊断 起动电流 起动电机 气缸密封性 DSP
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车用增压柴油机瞬态性能及排放模拟 被引量:3
14
作者 崔毅 邬静川 邓康耀 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第1期11-14,共4页
为使柴油机排放能够满足越来越严格的排放法规要求 ,不仅要研究稳态工况下的排放性能 ,同时要研究瞬态工况下的排放性能。由于汽车在行驶中工况变化频繁 ,其排放问题相对稳态工况而言更为严重。作者建立了一个增压柴油机气缸内燃烧的准... 为使柴油机排放能够满足越来越严格的排放法规要求 ,不仅要研究稳态工况下的排放性能 ,同时要研究瞬态工况下的排放性能。由于汽车在行驶中工况变化频繁 ,其排放问题相对稳态工况而言更为严重。作者建立了一个增压柴油机气缸内燃烧的准维模型 ,将其与增压柴油机瞬态工作过程模型相结合 ,用来预测增压柴油机瞬态工况下的综合性能及排放变化规律。根据所建模型编制了模块化的瞬态性能模拟程序 ,通过计算 ,表明此程序有较好的预测能力 ,并且有较强的通用性 ,易于扩充。 展开更多
关键词 增压柴油机 车用柴油机 瞬态性能 排放模拟
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低气压、低温对柴油机起动性能影响分析 被引量:4
15
作者 靳尚杰 王振涛 +3 位作者 丁仕峰 张勇 谭振东 雷韵鸿 《军事交通学院学报》 2010年第2期63-66,共4页
针对高海拔、低温环境下柴油机难以起动的问题,以WD615.77柴油机为例分析了低气压、低温对柴油机起动性能的影响,计算了WD615.77柴油机在不同海拔和温度条件下的压缩终点温度、压力和过量空气系数。研究结果表明,温度每下降10℃,... 针对高海拔、低温环境下柴油机难以起动的问题,以WD615.77柴油机为例分析了低气压、低温对柴油机起动性能的影响,计算了WD615.77柴油机在不同海拔和温度条件下的压缩终点温度、压力和过量空气系数。研究结果表明,温度每下降10℃,海拔每升高1000m,发动机压缩终点压力下降15%,压缩终点温度下降21%,过量空气系数下降8%,着火温度升高13%;随着海拔的升高和温度的降低,柴油机的着火范围逐渐减小。 展开更多
关键词 低气压 低温 柴油机 起动性能
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轻型柴油机起动过程瞬态喷油量控制策略研究 被引量:3
16
作者 韩晓梅 林学东 李德刚 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2017年第1期23-27,共5页
为一高压共轨轻型柴油机提出了基于目标转速变化规律的起动过程瞬态喷油量的控制策略和确定方法,并与定油量和油量MAP控制方式进行了对比。结果表明:油量MAP控制方式在起动过程中虽NOx排放低,过渡转速波动小,但平均燃烧效率较低,HC和CO... 为一高压共轨轻型柴油机提出了基于目标转速变化规律的起动过程瞬态喷油量的控制策略和确定方法,并与定油量和油量MAP控制方式进行了对比。结果表明:油量MAP控制方式在起动过程中虽NOx排放低,过渡转速波动小,但平均燃烧效率较低,HC和CO排放高;而定油量控制方式平均燃烧效率较高,HC和CO排放低,但NOx和CO2排放高,且过渡转速波动大。新的控制策略可根据起动过程瞬态转速变化特性精确控制喷油量,使各瞬态燃烧效率高,有效降低CO2,HC,CO和NOx排放,且起动到怠速可实现圆滑过渡。 展开更多
关键词 高压共轨柴油机 起动性能 目标转速 瞬态喷油量 控制策略 转速稳定性
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喷射方式对2.0L直喷柴油机起动首循环燃烧过程的影响 被引量:3
17
作者 韩晓梅 林学东 +1 位作者 李德刚 朱行安 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期1-6,共6页
基于2.0TC型高压共轨直喷增压柴油机,定义燃烧效率作为起动工况燃烧过程的评价指标,试验研究了不同喷射方式对起动首循环燃烧过程及起动过程瞬态燃烧过程的影响。研究结果表明:采用三次喷射方式时,起动首循环燃烧效率明显优于单次喷射... 基于2.0TC型高压共轨直喷增压柴油机,定义燃烧效率作为起动工况燃烧过程的评价指标,试验研究了不同喷射方式对起动首循环燃烧过程及起动过程瞬态燃烧过程的影响。研究结果表明:采用三次喷射方式时,起动首循环燃烧效率明显优于单次喷射或两次喷射方式,且三次喷射方式中两次预喷量的不同分配,对起动首循环的燃烧效率影响很大;混合气的着火特性好未必有利于改善首循环燃烧效率,滞燃期是控制首循环燃烧效率的关键;对于三次喷射方式,首循环燃烧效率的好坏不能决定起动过渡工况的平均燃烧效率,所以对起动首循环和起动过程的喷射方式有必要分别进行控制。 展开更多
关键词 内燃机 直喷柴油机 喷射方式 起动性能 首循环燃烧 燃烧效率 滞燃期
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高压共轨柴油机冷起动关键控制参数优化的试验研究 被引量:4
18
作者 梁郑岳 朱万泥 +4 位作者 胡国启 何振鹏 徐立 刘易 张万煌 《车用发动机》 北大核心 2012年第4期48-52,共5页
以某直列6缸柴油机高压共轨系统为研究对象,研究了柴油机冷起动控制参数和可控变量,并建立了共轨系统冷起动优化控制方案,通过改变共轨系统燃油喷射压力、格栅预热时间、喷射时刻等相关参数,改善并优化冷起动燃烧过程,采用试验标定验证... 以某直列6缸柴油机高压共轨系统为研究对象,研究了柴油机冷起动控制参数和可控变量,并建立了共轨系统冷起动优化控制方案,通过改变共轨系统燃油喷射压力、格栅预热时间、喷射时刻等相关参数,改善并优化冷起动燃烧过程,采用试验标定验证了优化方案的可行性。研究结果表明,关键参数优化可以明显改善柴油机的冷起动性能,保证柴油机快速起动,满足车用柴油机的使用要求,为柴油机的低温起动标定提供依据。 展开更多
关键词 柴油机 高压共轨 冷起动 预喷射 预热 性能优化
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MWMTBD620柴油机加载过渡工况的性能研究 被引量:3
19
作者 邵利民 常汉宝 安士杰 《车用发动机》 北大核心 2005年第1期8-11,共4页
采用自行设计的过渡工况控制及测量系统,对MWMTBD620柴油机进行了加栽过渡工况下的空燃比、 消光烟度及示功图参数的测试。试验结果表明,随负荷增加率的上升,空燃比减小,燃烧恶化;燃烧始点后移,预混 燃烧比明显下降。上述原因导致了在... 采用自行设计的过渡工况控制及测量系统,对MWMTBD620柴油机进行了加栽过渡工况下的空燃比、 消光烟度及示功图参数的测试。试验结果表明,随负荷增加率的上升,空燃比减小,燃烧恶化;燃烧始点后移,预混 燃烧比明显下降。上述原因导致了在加载过渡工况下,随负荷增加率的升高,柴油机的性能恶化,油耗增加,燃烧 噪声变大,排气烟度上升。 展开更多
关键词 柴油机 加载 过渡工况 性能
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柴油机瞬态特性的台架模拟 被引量:3
20
作者 冀树德 贾桢 张伟 《小型内燃机与摩托车》 CAS 北大核心 2010年第3期16-18,22,共4页
设计了符合柴油发动机实际运行时的台架试验模型,分析了台架对发动机转速和扭矩的控制原理,进行了不同油门变化率下瞬态性能试验。试验结果表明:油门稳态变化下负荷能够线性增加,油气混合均匀,燃烧良好。油门不同变化率下,负荷都不同程... 设计了符合柴油发动机实际运行时的台架试验模型,分析了台架对发动机转速和扭矩的控制原理,进行了不同油门变化率下瞬态性能试验。试验结果表明:油门稳态变化下负荷能够线性增加,油气混合均匀,燃烧良好。油门不同变化率下,负荷都不同程度地出现了二次增加,且两次增加斜率不同,这验证了油气混合不均而引起燃烧恶化;油门变化率越大,由油气混合不均而引起的燃烧恶化越剧烈。 展开更多
关键词 柴油发动机 瞬态性能 台架模拟 油门变化率 负荷曲线
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