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基于声全息法和单目视觉技术的柴油机噪声可视化实现

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机械设计与制造 2024年

作者：毕玉华梁加宝姚国仲吴彪昆明理工大学云南省内燃机重点实验室

柴油机属于多噪声耦合动力装置，其噪声的识别和控制是内燃机研究领域的难点。为实现柴油机噪声的可视化，本研究结合了近场声全息法与单目视觉技术，开发了基于Labview的声像匹配模块，测试系统人机界面友好，并通过已知声源试验验证... 详细信息

柴油机属于多噪声耦合动力装置，其噪声的识别和控制是内燃机研究领域的难点。为实现柴油机噪声的可视化，本研究结合了近场声全息法与单目视觉技术，开发了基于Labview的声像匹配模块，测试系统人机界面友好，并通过已知声源试验验证了声像匹配模块的正确性。将验证后的测试系统应用于高压共轨柴油机对主/次推力侧声源进行识别，结果表明：在大气压力为80kPa、转速为1800r/min的最大扭矩工况下，主推力侧出现较大辐射噪声的位置为中冷器进气管、曲轴定时齿形带轮、排气管、脚架和涡轮增压器等；次推力侧辐射噪声峰值出现在起动机位置。

关键词：近场声全息单目视觉系统声像匹配柴油机

EGR对氢气/柴油双燃料发动机燃烧与排放的影响

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昆明理工大学学报(自然科学版) 2024年

作者：刘少华刘晓乐申立中毕玉华昆明理工大学交通工程学院

为揭示废气再循环（EGR）对氢气/柴油双燃料发动机燃烧及排放特性的影响，开展了不同氢气替代率和EGR率下发动机燃烧和排放特性的数值模拟研究。研究结果表明：双燃料发动机缸压及放热率峰值随EGR率的增加而减小，其峰值对应相位推迟；... 详细信息

为揭示废气再循环（EGR）对氢气/柴油双燃料发动机燃烧及排放特性的影响，开展了不同氢气替代率和EGR率下发动机燃烧和排放特性的数值模拟研究。研究结果表明：双燃料发动机缸压及放热率峰值随EGR率的增加而减小，其峰值对应相位推迟；随氢气替代率增加缸压峰值和缸内平均温度峰值的最大升高幅度分别为7.3%和5.3%，随EGR率增加上述两参数最大降低幅度分别为2.7%和2.1%。随EGR率增加，NOx排放降低，HC和CO排放增加，当氢气替代率为0%、20%、35%时，随EGR率增大，HC最大升高幅度分别为62.9%、53.2%、52.8%，CO最大升高幅度分别为60.1%、54.3%、51.3%，随氢气替代率增大使引入EGR对HC和CO排放的最大升高幅度减小。在35%氢气替代率和15%EGR率下，NOx、HC、CO排放均降低，降低幅度分别为23.8%、5.7%、10.1%。

关键词：双燃料发动机废气再循环燃烧特性排放特性

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平衡块布置对柴油机振动与噪声影响研究

机械设计与制造 2024年第5期399卷 283-289页

作者：毕玉华马雄向熔张磊昆明理工大学云南省高原排放重点实验室云南昆明650500

基于EXCITE-Powerunit软件,建立整机多体动力学模型,分析了同一平衡率下不同平衡块曲轴主轴承载荷变化与摩擦损失、曲轴强度和整机振动与噪声特性。研究结果表明:两种平衡块曲轴的轴承载荷均在缸内爆发压力时刻出现峰值,平均摩擦损失相... 详细信息

基于EXCITE-Powerunit软件,建立整机多体动力学模型,分析了同一平衡率下不同平衡块曲轴主轴承载荷变化与摩擦损失、曲轴强度和整机振动与噪声特性。研究结果表明:两种平衡块曲轴的轴承载荷均在缸内爆发压力时刻出现峰值,平均摩擦损失相同。四平衡块曲轴与八平衡块曲轴最小安全系数分别为1.93和2.01;在500Hz频率内,四平衡块曲轴对发动机振动影响较小,在(500~3000)Hz频率内,八平衡块对发动机振动影响较小,且八平衡块曲轴对机体表面声功率级影响更小,机体表面声功率级为93.83dB。

关键词：柴油机平衡块安全系数振动与噪声

不同大气压下VNT与EGR对柴油机性能及排放的影响

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昆明理工大学学报（自然科学版） 2024年第1期49卷 98-105页

作者：刘少华闫壮壮毕玉华申立中昆明理工大学云南省内燃机重点实验室云南昆明650500

为了研究不同大气压力下可变喷嘴涡轮增压技术(Variable Nozzle Turbine,VNT)和排气再循环技术(Exhaust Gas Recirculation,EGR)对柴油机性能及排放的影响,选择带有EGR与VNT的高压共轨柴油机,应用大气模拟装置,在80、90和100 kPa下进行... 详细信息

为了研究不同大气压力下可变喷嘴涡轮增压技术(Variable Nozzle Turbine,VNT)和排气再循环技术(Exhaust Gas Recirculation,EGR)对柴油机性能及排放的影响,选择带有EGR与VNT的高压共轨柴油机,应用大气模拟装置,在80、90和100 kPa下进行试验研究.试验结果表明:1800 r/min、73%负荷工况下,在不同大气压下,过量空气系数随着VNT喷嘴环开度的增加而上升,升高幅度随EGR阀开度的增加而增大;过量空气系数随着EGR阀开度的增加而减小.EGR率和比油耗随VNT喷嘴环开度的增加而下降,前者降低幅度随大气压力的增加而上升,后者降幅随大气压力的降低而升高;EGR率随EGR阀开度的增加而上升.随VNT喷嘴环开度的增加,NOx排放升高,升高幅度随EGR阀开度的增加而增大,升高幅度基本随大气压力的升高而下降.CO排放与烟度均随VNT喷嘴环开度的增加而降低,降低幅度随EGR阀开度的增加而升高,随大气压力的升高而降低.随EGR阀开度的增加,NOx排放降低,CO排放与烟度升高.

关键词： EGR VNT 柴油机排放不同大气压力

国六柴油机轨压和喷油正时对柴油机性能的影响

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内燃机工程 2024年第3期45卷 59-69页

作者：毕玉华张凯黄粉莲万明定聂学选严杰昆明理工大学云南省内燃机重点实验室昆明650500

为优化柴油机性能,基于一台配备了完整国Ⅵ后处理系统的高压共轨直列4缸柴油机,开展了柴油机负荷特性研究,在此基础上研究轨压和喷油正时对柴油机性能的影响。研究结果表明:以适当较小的轨压配合较为提前的喷油正时可以达到较为理想的... 详细信息

为优化柴油机性能,基于一台配备了完整国Ⅵ后处理系统的高压共轨直列4缸柴油机,开展了柴油机负荷特性研究,在此基础上研究轨压和喷油正时对柴油机性能的影响。研究结果表明:以适当较小的轨压配合较为提前的喷油正时可以达到较为理想的柴油机油耗及排放;轨压和喷油正时对HC排放的影响较小;轨压对柴油机油耗、排温、NOx排放、CO排放的影响较大,且在中等偏高负荷时更为敏感,随着轨压增加了57 MPa,柴油机油耗、排温分别下降了16.1 g/(kW·h)、63℃,NOx排放上升了663×10^(-6),CO排放下降了785×10^(-6);喷油正时对烟度及柴油机氧化催化器前端温度T4、柴油机颗粒捕集器前端温度T5、选择性催化还原系统前端温度T6的影响较大,且在低负荷时更为敏感。随着喷油正时提前6.0°,烟度下降了0.43%,T4、T5、T6峰值出现在轨压为76 MPa且喷油正时为上止点前7.5°时,温度分别为315.3、338.4、329.3℃。

关键词：柴油机负荷特性轨压喷油正时温度

高原缺氧环境下柴油主喷正时对氢气/柴油双燃料发动机燃烧与排放的影响

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昆明理工大学学报(自然科学版) 2024年第3期 179-187页

作者：刘少华黄楚溪毕玉华申立中闫壮壮彭益源昆明理工大学云南省内燃机重点实验室云南菲尔特环保科技股份有限公司

为了研究高原缺氧环境下柴油主喷正时对氢气/柴油双燃料发动机燃烧与排放的影响，搭建了氢气/柴油双燃料发动机试验台架，在最大扭矩转速1 600 r/min, 30%、50%、70%负荷、海拔2 000 m高原缺氧环境下进行了发动机燃烧与排放特性试验.研... 详细信息

为了研究高原缺氧环境下柴油主喷正时对氢气/柴油双燃料发动机燃烧与排放的影响，搭建了氢气/柴油双燃料发动机试验台架，在最大扭矩转速1 600 r/min, 30%、50%、70%负荷、海拔2 000 m高原缺氧环境下进行了发动机燃烧与排放特性试验.研究结果表明：主预喷间隔固定，随着柴油主喷正时的推迟，缸压峰值下降，瞬时放热率峰值对应的相位后移，碳烟、CO排放上升，NOX排放下降；在三种负荷下，双燃料NOX排放最大下降幅度分别为53.9%、57.9%、40%.当三种负荷下氢气替代率分别为27.4%、21.2%、15.4%时，与纯柴油模式相比，NOX排放上升，CO、CO2排放下降.30%负荷下，当柴油主喷正时为-8°CA ATDC时，双燃料模式下CO排放与CO2排放分别下降46.5%与17.3%;30%和50%负荷下，碳烟排放下降，平均降低幅度分别为21.55%和11.69%;70%负荷下，碳烟排放上升，平均上升幅度为32.62%.

关键词：氢气/柴油双燃料主喷正时放热率 NOX排放 CO2排放

考虑空穴效应的连杆小头摩擦副润滑特性与冲击影响研究

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车用发动机 2024年第2期 9-18页

作者：毕玉华杨钊乾马雄刘少华唐明超昆明理工大学云南省内燃机重点实验室云南昆明650500 昆明云内动力股份有限公司云南昆明650032

为改善连杆小头轴承润滑及活塞销冲击特性,基于粗糙峰接触理论、平均流量模型及弹流润滑理论,以某高压共轨4缸柴油机为研究对象,运用AVL EXCITE Power Unit软件搭建混合润滑活塞连杆组多体动力学模型,研究了考虑空穴条件下不同转速对连... 详细信息

为改善连杆小头轴承润滑及活塞销冲击特性,基于粗糙峰接触理论、平均流量模型及弹流润滑理论,以某高压共轨4缸柴油机为研究对象,运用AVL EXCITE Power Unit软件搭建混合润滑活塞连杆组多体动力学模型,研究了考虑空穴条件下不同转速对连杆小头摩擦副润滑及冲击特性的影响规律。研究结果表明:标定功率转速2400 r/min下,在做功时刻1080°后峰值油膜压力达到最大值197.1 MPa,最小油膜厚度达到最小值1.8μm,而润滑油填充率在整个发动机循环过程中均低于0.12。在怠速800 r/min、最大扭矩转速1600 r/min、标定功率转速2400 r/min下,进气、压缩、做功、排气4个冲程过程中,空穴区域由连杆小头轴承下半区转移至上半区、再转移至下半区。转速升高会导致峰值油膜压力增大,最小油膜厚度减小,粗糙接触压力增大,活塞销Z向速度峰值加大,对连杆小头轴承冲击加重,在缸内最高燃烧压力时刻,800 r/min,1600 r/min,2400 r/min下的平均润滑油填充率均值为0.84,0.70,0.69,因润滑油填充率随转速的升高而降低,空穴程度加重。

关键词：空穴效应连杆小头润滑特性冲击特性

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基于NSGA-Ⅱ与RBF神经网络的DPF结构参数优化

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中国工程机械学报 2024年第1期22卷 1-6页

作者：贾德文郭岩琦雷基林毕玉华聂学选昆明理工大学云南省内燃机重点实验室云南昆明650500

为降低某型号柴油机颗粒捕集器(DPF)在运行过程中的流动阻力,并使其保持较高的捕集效率。采用试验设计方法抽取代表性样本集,并分析影响因素对DPF捕集性能影响的显著性。利用径向基函数(RBF)神经网络构建所选变量与目标函数映射关系代... 详细信息

为降低某型号柴油机颗粒捕集器(DPF)在运行过程中的流动阻力,并使其保持较高的捕集效率。采用试验设计方法抽取代表性样本集,并分析影响因素对DPF捕集性能影响的显著性。利用径向基函数(RBF)神经网络构建所选变量与目标函数映射关系代理模型,并结合第二代非劣排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)与结合熵权的优劣解距离排序法(TOPSIS)得到关于目标函数的一组最优解。结果表明:该型号DPF平均压降降低了14.58%,且DPF平均捕集效率保持99%以上。

关键词：柴油机颗粒捕集器多目标优化捕集性能 RBF神经网络 NSGA-Ⅱ遗传算法

不同海拔下基于VNT驱动的EGR对轻型柴油机燃烧与排放的影响

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汽车工程 2022年第7期44卷 1088-1097页

作者：王俊申立中毕玉华雷基林西南林业大学机械与交通学院昆明650224 昆明理工大学云南省内燃机重点实验室昆明650500

对于轻型柴油机而言,采用可变喷嘴涡轮增压(VNT)技术和排气再循环(EGR)是较为理想的机内净化技术措施。国六轻型车排放法规的实施,使得高原地区轻型车的污染物排放问题受到更多的关注。为此,采用高原环境模拟装置,试验研究了在海拔分别... 详细信息

对于轻型柴油机而言,采用可变喷嘴涡轮增压(VNT)技术和排气再循环(EGR)是较为理想的机内净化技术措施。国六轻型车排放法规的实施,使得高原地区轻型车的污染物排放问题受到更多的关注。为此,采用高原环境模拟装置,试验研究了在海拔分别为0、1000和1960 m时,基于VNT驱动高压EGR对一台轻型车用高速直喷柴油机燃烧和排放的影响。结果表明:采用VNT驱动EGR时,不同海拔下,在相同的VNT喷嘴环开度范围内,EGR率的变化范围几乎相同。不同海拔下,随着EGR率的升高,最高平均温度降低;最大转矩工况的最高缸内压力降低,燃烧始点推后,燃烧持续期延长;而额定功率工况的最高缸内压力升高,燃烧始点提前,燃烧持续期缩短。EGR仍然能够有效降低不同海拔下的NO_(x)排放,且随着海拔的升高,NO_(x)比排放降幅增大;不同海拔下,基于VNT驱动EGR时,随着EGR率的升高,最大转矩工况的CO比排放和烟度均升高,而额定功率工况的CO比排放和烟度均随之降低,并且高原地区,EGR对CO比排放和烟度的影响更为显著。

关键词：柴油机海拔可变喷嘴涡轮增压器排气再循环燃烧排放