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柴油机热功转换故障分析与检测技术研究

作　者: 张成佳
导　师: 胡政
学　校: 国防科学技术大学
专　业: 机械工程
关键词: 柴油机热功转换故障仿真示功图
分类号: TK428
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 22次
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内容摘要

柴油机是目前舰船最为常用的动力装置之一。柴油机结构十分复杂,可靠性相对较差,故障诊断难度一般较大。热功转换是柴油机的动力来源,也是工作过程中最为复杂的一个关键环节,影响因素很多,如喷油过程以及换气、冷却和润滑等外围子系统,其中任何一个环节失调,都会导致热功转换失常,从而影响柴油机的动力性和经济性。因此开展热功转换故障诊断研究,对于保障柴油机的高可靠性以及舰船的长寿命运行具有重要意义。本文针对柴油机热功转换过程的特点,重点围绕中冷器堵塞、喷油器雾化不良等典型故障,采用仿真计算与实验分析相结合的方法,进行基于热力性能参数的柴油机分析与检测技术研究,主要内容如下:(1)分析柴油机热功转换过程的故障机理,为故障仿真和实验模拟的方案设计提供重要的理论依据。(2)建立柴油机工作过程仿真模型,仿真分析典型故障条件下各热力性能参数的变化规律和故障敏感性,确定对热功转换故障相对比较敏感的特征参数,为故障诊断方法的研究提供重要依据。(3)研究柴油机缸内热力性能参数检测过程中的通道效应消除和上止点修正方法,为热力参数的检测提供有效的技术手段。(4)结合柴油机故障诊断综合实验平台,对中冷器堵塞、喷油器雾化不良和喷孔堵塞等典型故障进行实验研究,以验证故障仿真的有效性。

全文目录

摘要  11-12
ABSTRACT  12-13
第一章绪论  13-22
  1.1 研究背景与意义  13-14
  1.2 相关问题国内外研究综述  14-19
    1.2.1 柴油机热功转换故障诊断的研究现状  14-18
    1.2.2 柴油机热功转换故障仿真的研究现状  18-19
    1.2.3 目前研究存在的问题  19
  1.3 论文研究思路及内容安排  19-22
    1.3.1 论文研究的基本思路  19-20
    1.3.2 论文的研究内容和组织结构  20-22
第二章柴油机热功转换故障的机理分析  22-35
  2.1 理论基础  22-26
    2.1.1 动力性和效率  22-24
    2.1.2 热功转换故障的原因  24
    2.1.3 热功转换故障的判断  24-26
    2.1.4 热功转换故障分析的特点  26
  2.2 缸内热功转换故障  26-28
    2.2.1 燃烧室的密封性  26-27
    2.2.2 燃油喷射量  27
    2.2.3 雾化分布不良  27-28
    2.2.4 喷油定时  28
  2.3 外围系统故障  28-34
    2.3.1 增压器供气不足  29-30
    2.3.2 气门定时异常  30
    2.3.3 排气背压过大  30-31
    2.3.4 冷却失常  31-33
    2.3.5 润滑失常  33-34
  2.4 本章小结  34-35
第三章柴油机热功转换故障仿真分析  35-54
  3.1 柴油机工作过程建模  35-39
    3.1.1 柴油机热力系统的划分  35
    3.1.2 气缸内模型  35-37
    3.1.3 进排气系统模型  37-38
    3.1.4 涡轮增压器模型  38
    3.1.5 中冷器模型  38-39
  3.2 故障仿真分析  39-53
    3.2.1 基于AVL BOOST 的仿真模型  39-40
    3.2.2 故障仿真方案设计  40-41
    3.2.3 热力性能参数提取  41-43
    3.2.4 仿真结果分析  43-53
  3.3 本章小结  53-54
第四章柴油机热力性能参数检测技术  54-66
  4.1 示功图的测录与分析  54-58
    4.1.1 示功图测录仪器  54-56
    4.1.2 缸压信号的分析与处理  56-57
    4.1.3 示功图的计算  57-58
  4.2 消除通道效应  58-63
    4.2.1 数据光顺  58-61
    4.2.2 修正方法  61-63
  4.3 修正上止点  63-65
    4.3.1 误差分析  63
    4.3.2 误差修正  63-65
  4.4 本章小结  65-66
第五章柴油机热功转换故障实验研究  66-81
  5.1 实验平台设计  66-71
    5.1.1 TBD234V6 柴油机  67
    5.1.2 热工测试系统  67-71
    5.1.3 故障诊断策略  71
  5.2 故障模拟方案设计  71-72
  5.3 实验过程及结果分析  72-80
    5.3.1 正常工况实验  72-74
    5.3.2 故障工况实验  74-76
    5.3.3 诊断决策过程  76-80
  5.4 本章小结  80-81
第六章总结与展望  81-82
  6.1 论文主要结论  81
  6.2 下一步的工作展望  81-82
致谢  82-83
参考文献  83-87
作者在学期间取得的学术成果  87

柴油机热功转换故障分析与检测技术研究

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