Series 190 Diesel Engines Used in China's Oil Drilling

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基于同步提取增强广义S变换的柴油机气门性能退化状态评估

柴油机在运行过程中气门间隙逐渐增大,其状态会随气门性能退化而发生改变。针对传统状态评估方法难以对其气门性能退化状态进行准确评估的问题,提出基于同步提取增强广义S变换(Synchro Extracting Enhanced Generalized S-Transform,SEEGST)的柴油机气门性能退化状态评估方法。通过传感器采集反映柴油机状态的振动信号;为解决传统信号时频分析方法存在时频分辨率低、能量聚集性弱等问题,基于同步提取算法与广义S变换提出SEEGST时频分析方法,将振动信号转换为二维时频图;利用MLP-Mixer模型提取时频图像特征进行训练,实现柴油机状态评估。通过柴油机状态监测实验台开展气门性能退化实验,将所提方法与SSGST-MLPMixer、GST-MLPMixer、SEEGST-ViT、SEEGST-2DCNN、FFT spectrum-1DCNN 5种传统方法对比。实验结果表明:所提方法的整体评估准确率达到98.96%,可有效应用于柴油机气门性能退化状态评估领域,为开展柴油机气门性能退化状态评估提供一种新的思路。

Application of Taguchi’s Orthogonal Array in Multi Response Optimization of NO_xEmission of Crude Rice Bran Oil Methyl Ester Blend as a CI Engine Fuel

In this work an attempt was made to minimize the NOx emission of a crude rice bran oil methyl ester (CRBME) blend with less sacrifice on smoke density and brake thermal efficiency. Three factors namely fuel injection timing, percentage EGR and fuel injection pressure were chosen as the influencing factors for the set objective. Experiments were designed by employing design of experiments method and Taguchi’s L9 orthogonal array was used to test the engine. MRSN ratio was calculated for the response variables and the optimum combination level of factors was obtained simultaneously using Taguchi’s parametric design. ANOVA was employed to analyze the variance of MRSN and the most influencing factor for the set objective was taken from the ANOVA table. Obtained combination was confirmed experimentally and significant improvement was observed in the response variables.

基于S变换的柴油机气阀机构故障诊断研究

采用S变换对柴油机气阀机构8种状态下的缸盖表面振动信号进行分析处理,得到一系列振动信号的时频图像。选取一部分时频图像组建得到各种状态的标准时频图像后,再根据测试图像和标准图像之间的欧氏距离、绝对值距离和相似度3种指标对测试图像进行识别分类,从而将气阀机构的故障诊断转换为时频图像的分类研究。试验结果表明,采用这一方法可以取得较好的诊断结果,对时频图像进行5次平均后,根据相似度和欧氏距离进行分类的正确识别率可以达到99 4%以上。

基于SVDD和D-S理论的曲轴轴承故障诊断

针对柴油机故障部位与故障特征之间没有明确对应关系的问题,将信息融合技术引入柴油机故障诊断领域,采用多传感器采集信号、多故障特征提取方法、不同分类器处理结果获得的各种冗余互补信息,使用SVDD方法改进D-S证据理论,并建立两级融合模型进行验证,实现多等级、多层次的诊断。结果表明,该诊断方法正确率高达93%。

基于微粒群优化的船舶柴油机T-S模糊模型

提出了一种基于微粒群优化(PSO)的T-S模糊模型的非线性系统辨识方法,并用于船舶柴油机的动态建模.该辨识方法采用GK模糊聚类算法确定模糊模型的前件结构及参数,利用PSO算法来辨识模糊模型的结论参数.利用6160-A11船舶柴油机模型,获得柴油机各主要参数在油门尺度和负载发生小偏差扰动时的试验数据,再利用该组数据辨识出柴油机转速、涡轮增压器转速、增压压力、空冷器压力、进气管压力、排气管压力等参数的T-S模糊动态模型.仿真结果表明了该方法的有效性.

一种基于广义S变换增强的柴油机失火故障特征提取方法

为有效提取柴油机缸盖振动信号失火故障特征,提出一种基于广义S变换增强的柴油机失火故障特征提取方法。首先根据柴油机燃烧过程与配气相位的关系对信号进行等角度重采样,然后利用广义S变换对信号进行消噪处理,并按工作循环将信号的周期性瞬态特征进行同步增强。通过仿真信号验证和某柴油机缸盖振动信号的实例应用,结果表明,此方法能有效地提取柴油机缸盖振动信号的失火故障特征,实现失火故障的准确诊断。

基于T-S模糊模型的船舶柴油机动态辨识

考虑到船舶柴油机模型的非线性和负载的不确定性,用T-S(Takagi-Sugeno)模糊辨识方法建立了船舶柴油机的动态模型。采用模糊聚类简化了T-S模糊规则数的确定和前提中隶属度函数参数的生成,用加权最小二乘算法得出辨识结论中的线性参数。对船舶柴油机在稳态运行工况下作小偏差工况扰动实验,得到在油门尺度和负载变化下柴油机转速、涡轮增压器转速等输出数据,利用该数据建立了描述柴油机动态性能的T-S模糊模型。仿真结果表明,利用该算法能有效地辨识出柴油机转速、涡轮增压器转速、增压压力、空冷器压力等输出在小工况扰动下的变化模型。

S管阀柴油机拖式混凝土泵电气控制系统

为正确使用拖式混凝土泵并提高作业效率,对典型的S管阀柴油机拖式混凝土泵电气控制系统的基本原理及结构组成进行分析、归纳,总结出了拖式混凝土泵电气控制系统的特点。

神经网络与D-S证据理论分层融合的柴油机综合故障诊断方法研究

针对柴油机传统故障诊断方法处理数据量大、故障类型复杂多变的问题时存在诊断准确率不高的现状,利用数据融合原理,将神经网络和证据理论进行有机的结合,提出了神经网络和证据理论分层融合的柴油机故障综合诊断方法.该方法通过并行神经网络的结构提高局部诊断网络的诊断能力,并给出了基本可信度分配的客观化方法,充分利用各种故障的冗余和互补信息,可显著提高故障诊断的准确率.诊断实例表明,该方法能显著提高柴油机故障诊断系统的效率.

基于S-195柴油机活塞环气密性测试方法的研究

通过使用静态测试法和运动平衡态测试法对传统活塞环和新型组合式活塞环的实验研究,探讨其对S-195型柴油机的密封性的影响。结果表明,运动平衡态测试方法优于静态测试方法。

农用柴油机供油道除气机构设计

农用柴油机在燃料用尽、油箱再次加油时,存在油路进入气体而导致的供油中断以及难以起动问题。针对这一现象,基于医学莫菲氏管原理提出一种简单可靠的农业用柴油机新型供油道除气机构。对比完成安装除气机构前后柴油机的排放性能试验、油耗试验和燃油耗尽后的柴油机启动性能试验。结果显示,各转速下安装除气机构前后不透光度N的均值分别为12.89%和13.246%,安装除气机构前后光吸收系数K的均值均为0.35 m^(-1),安装除气机构前后每小时燃油消耗量G的均值分别为1.324 L和1.222 L,标准差均小于3%,且N、K和G的测量值均随着除气机构的使用而降低,表明除气机构使柴油机排放性能和经济性能得到改善,运行更稳定。装有除气机构的柴油机在燃油耗尽重新加油后可以正常启动,不影响发动机各工况下的正常运转,启动性能得到显著提升。该除气机构可以有效地排出柴油机燃油供给系统中的气体,具有实际意义和广泛的应用前景。

基于振动信号的柴油机缸内燃烧状态估计方法

利用S变换对柴油机燃烧激励的响应信号进行了时频分析,通过分析找出最能表征各种燃烧状态特征的时频域。据此设计了FIR带通滤波器,并对燃烧激励的响应信号进行滤波,滤波后的信号与缸内燃烧状况有良好的相关性。用这种方法对不同的燃烧状况建立样本库,求取实测信号与样本库中样本的贴近度,可判别缸内的燃烧状况,模拟试验结果验证了该方法的有效性。

基于多征兆信息融合理论的柴油机故障诊断

信息融合理论在故障诊断领域中得到广泛应用 ,为复杂机械故障诊断提供了一种新的方法。在研究了多传感器决策层融合理论—— Dem pster- Shafer证据理论及其算法的基础上 ,提出了一种基于多征兆信息融合理论的故障诊断方法。以柴油机活塞和缸套之间的磨损为例 ,论述了该方法的实施过程。结果表明 ,多征兆信息的信息融合诊断方法具有良好的稳定性和容错性 。

柴油喷射压力对柴油/甲醇二元燃料发动机燃烧和排放影响的试验研究

在一台增压中冷电控共轨柴油机上,研究了柴油喷射压力对柴油/甲醇二元燃料(DMDF)燃烧和排放特性的影响。研究表明:柴油喷射压力较低时,DMDF模式压缩冲程的缸压要低于纯柴油模式,降幅随着甲醇替代率的增大而增大;而柴油喷射压力较高时,降幅较小,甲醇替代率为20%时的最大缸压要略高于纯柴油模式,且对应的最大放热率明显高于纯柴油模式和甲醇替代率为40%时。DMDF模式的NO_x排放量随着甲醇替代率的增加而降低,相同替代率时随着柴油喷射压力的增加而增加。CO和总碳氢(THC)排放量随柴油喷射压力的增加略有降低,随替代率的增加几乎线性增加。在低柴油喷射压力下,DMDF模式可以明显降低烟度,且排放量随着替代率的增加而减小,最多可减少约35%的碳烟排放。其他柴油喷射压力时,烟度随着甲醇替代率的增加而基本保持不变。

重型柴油机润滑油消耗特性研究

利用硫示踪测试技术研究了1台排量为8.3 L的重型柴油机润滑油消耗特性。通过对29个工况下每缸润滑油消耗量的测量和分析,揭示了多缸柴油机各缸润滑油消耗的不均匀性和润滑油消耗随转速、负荷增加而增加的特性。研究结果表明:当负荷超过75%后,润滑油消耗随负荷的增加而迅速增加。

8V柴油机连杆小头轴承润滑及结构对比分析

针对某8V柴油机由于润滑不良和背压不足导致的连杆衬套磨损和松动的故障,借助仿真手段,提出改进连杆衬套油槽结构及增加衬套厚度的方案,以达到改善轴承润滑状态并提高连杆衬套背压的目的。通过连杆小头刚度对比分析校验了改进结构刚度,最终方案经500h台架耐久性试验表明故障得到有效抑制。

小型高速风冷柴油机散热片传热性能研究

本文对散热片组给定了若干假设并以此为基础，对散热片组的传热现象进行详细的分析，找出了影响传热系数的各种因素；根据散热片换热过程的物理特征与实验结果，利用高斯多元线性回归方法，综合成适用于实验条件范围内的传热系数经验公式。结果对各种风冷柴油机在强制对流条件下的传热机理研究及强化传热技术应用有参考价值。

柴油机可用能分析

利用可用能分析法分析了柴油机工作循环中的各项可用能，指出了柴油机能量损失的主要根源，并通过与热力学第一定律分析所得结论的比较，显示了可用能分析的意义画出了柴油机实际工作过程的Ｔ－Ｓ图。

喷油策略耦合EGR对柴油机燃烧过程与CDPF再生性能的影响

以匹配了可变截面几何增压系统(VGT)的D19高压共轨柴油机为研究机型,采用GT-Power和AVL FIRE构建了一维热力学整机模型和催化型微粒捕集器(CDPF)三维仿真模型,针对3 000r/min、50%负荷工况,研究了喷油策略耦合废气再循环(EGR)对燃烧过程和CDPF再生性能的影响。研究表明:随主喷定时提前,有效燃油消耗率(BSFC)先降后升,排气温度降低,排气流量与氧浓度变化则较小,排气中一氧化氮(NO)增加,CDPF再生速率逐渐降低,颗粒物残余量、压降与CDPF出口端二氧化氮(NO_2)同时增加;随EGR率增大,BSFC和排气温度升高,排气流量、排气氧浓度、排气中NO浓度则同时降低。在主喷定时较晚时,随EGR率增大,CDPF再生速率先升后降,颗粒物残余量先降低后略升高;而在主喷定时较早时,随EGR率的增大,CDPF再生速率降低,颗粒物残余量增多。在主喷定时较晚时,提高喷油压力使BSFC和排气温度明显降低;而在主喷定时较早时,提高喷油压力导致BSFC反而快速增加。此外,随喷油压力提高,排气流量与氧浓度变化较小,排气中NO浓度增加,CDPF再生速率逐渐减小,颗粒物残余量、压降和CDPF出口端NO_2排放同时升高。总体上,相比喷油压力,主喷定时对CDPF再生过程影响更大。