光栅型缸压传感器解调系统设计

1

作者 王晓璐 金江善 +1 位作者 张岳 姚汉奇 《柴油机》 2024年第2期49-54,共6页

为使携带被测量信息的光信号更加真实地还原缸压信号,从光纤感知原理出发分析解调系统构成和工作过程,设计解调缸压信号的电路结构并分析研究参数指标取值。利用Cadence PSpice仿真软件及电路图制版实物试验验证了所做工作的合理性。对... 为使携带被测量信息的光信号更加真实地还原缸压信号,从光纤感知原理出发分析解调系统构成和工作过程,设计解调缸压信号的电路结构并分析研究参数指标取值。利用Cadence PSpice仿真软件及电路图制版实物试验验证了所做工作的合理性。对所设计电路进行灵敏度分析,确定对电路工作性能影响较大的关键元器件,并预测关键器件取不同容差±5%、±1%、±0.5%、±0.1%时电路性能指标的变化范围,可为研究人员选择最佳器件提供依据。 展开更多

关键词 布拉格光栅传感器 解调系统 缸压信号 灵敏度分析

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基于参数优化VMD和散布熵的高压油泵故障诊断 被引量：7

2

作者 许佳 胡建村 +3 位作者 秦慈伟 陆宁云 姜斌 金江善 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期166-174,共9页

针对现有基于时域特征的高压油泵故障诊断准确率低的问题,笔者提出一种参数优化变分模态分解(VMD)算法和散布熵的特征提取方法,并采用支持向量机(SVM)进行故障诊断.首先,基于对高压油泵工作原理及典型故障的分析,利用AMESim平台搭建高... 针对现有基于时域特征的高压油泵故障诊断准确率低的问题,笔者提出一种参数优化变分模态分解(VMD)算法和散布熵的特征提取方法,并采用支持向量机(SVM)进行故障诊断.首先,基于对高压油泵工作原理及典型故障的分析,利用AMESim平台搭建高压油泵仿真模型进行故障模拟和信号采集.然后,针对VMD效果受限于分解个数和惩罚因子选取的问题,采用改进灰狼优化(IGWO)算法对VMD进行参数寻优.通过计算各模态的散布熵值形成故障特征向量,最后,采用SVM对故障特征向量进行训练和诊断,实现高压油泵的故障诊断.该方法的故障诊断准确率可达到95%以上,能有效地实现高压油泵故障诊断. 展开更多

关键词 船用柴油机 高压油泵 故障诊断 改进灰狼优化 变分模态分解 散布熵

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船用高替代率双燃料宽域喷射系统开发

3

作者 陈超 金江善 +3 位作者 王昌庆 徐建新 杨尚刚 王作群 《船舶工程》 CSCD 北大核心 2023年第12期115-123,共9页

针对内河船用高天然气替代率和柴油模式满功率输出的应用需求,开发一款新型的双燃料喷射系统。该系统主要由歧管燃气喷射阀、智能化控制系统、含宽域喷油器的共轨系统等组成。喷油器仿真结果表明:缩短喷油持续期和减小喷孔直径有利于降... 针对内河船用高天然气替代率和柴油模式满功率输出的应用需求,开发一款新型的双燃料喷射系统。该系统主要由歧管燃气喷射阀、智能化控制系统、含宽域喷油器的共轨系统等组成。喷油器仿真结果表明:缩短喷油持续期和减小喷孔直径有利于降低油耗和soot排放,但会增加NO_(x)排放。平台试验结果表明:宽域喷油器在全油量区域内具有优异的喷射重复性。整机匹配试验结果表明柴油模式下动力不损耗,额定点油耗相较原机改善了4.9%;微喷燃气模式下最高替代率出现在50%工况,为96.1%。推进工况下最高替代率相较原机平均提高8.2%,最大提高20.5%。各工况下最高替代率时的平均指示压力和爆压的循环变动系数均低于5%,且25%工况下除爆压循环波动系数外,微喷模式的其他循环变动系数均低于纯柴模式。 展开更多

关键词 高替代率 柴油/天然气 喷射系统 宽域喷油器 整机匹配

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船用柴油机电控喷油器针阀偶件耐久性分析 被引量：1

4

作者 孔晨 金江善 +1 位作者 徐建新 金锋 《柴油机》 2023年第1期35-38,43,共5页

针对电控燃油喷射系统中针阀偶件的耐久性问题,对某型电控喷油器原理进行阐述,分析针阀偶件可能的失效机理。通过建模与仿真,在机理分析的基础上重点对冲击疲劳寿命进行预测分析。通过试验对针阀偶件失效机理及预测寿命的准确性进行验... 针对电控燃油喷射系统中针阀偶件的耐久性问题,对某型电控喷油器原理进行阐述,分析针阀偶件可能的失效机理。通过建模与仿真,在机理分析的基础上重点对冲击疲劳寿命进行预测分析。通过试验对针阀偶件失效机理及预测寿命的准确性进行验证。试验结果证明耐久性分析模型有效,可为同类部件的耐久性分析提供参考,并为电控喷油器寿命设计优化提供支撑。 展开更多

关键词 柴油机 电控喷油器 针阀偶件 失效 耐久性

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船用柴油机电控系统 被引量：8

5

作者 金江善 杨林 +5 位作者 陈自强 凌励逊 周海涛 曹健 姜春宇 周志勇 《舰船科学技术》 2010年第8期70-74,共5页

为适应船用柴油机电控技术发展,本文提出了一种船用柴油机电控系统架构方案,采用先进的"V"字型开发模式及开发工具平台开发系统应用层软件,对关键电路进行仿真与试验优化设计,对系统关键可靠性技术如凸轮轴和曲轴信号传感器... 为适应船用柴油机电控技术发展,本文提出了一种船用柴油机电控系统架构方案,采用先进的"V"字型开发模式及开发工具平台开发系统应用层软件,对关键电路进行仿真与试验优化设计,对系统关键可靠性技术如凸轮轴和曲轴信号传感器物理冗余技术等进行研究,并进行了样机研制。对研制出的样机开展硬件在环仿真试验和环境适应性试验,试验表明样机能满足船用柴油机电控系统需求,通过功能扩展,还可以支持高压共轨技术以外的柴油机电控技术。 展开更多

关键词 船用柴油机 电控系统 ECU 高压共轨

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基于概率神经网络的船用柴油机共轨系统限流阀故障诊断研究 被引量：11

6

作者 金江善 董晓露 +1 位作者 秦慈伟 桑晓琳 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期81-87,共7页

基于船用柴油机高压共轨系统工作原理分析限流阀失效模式,利用AMESim液力仿真平台搭建共轨系统模型,通过仿真分析得出限流阀在3种典型故障模式下的故障特征。建立概率神经网络对限流阀故障进行诊断,结合试验与仿真数据完成网络训练和验... 基于船用柴油机高压共轨系统工作原理分析限流阀失效模式,利用AMESim液力仿真平台搭建共轨系统模型,通过仿真分析得出限流阀在3种典型故障模式下的故障特征。建立概率神经网络对限流阀故障进行诊断,结合试验与仿真数据完成网络训练和验证。结果表明:采用概率神经网络可有效地实现限流阀故障诊断。 展开更多

关键词 船用柴油机 共轨系统 限流阀 故障诊断 概率神经网络

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船用柴油机电控喷油器高速电磁阀耐久性研究 被引量：5

7

作者 金江善 方文超 《舰船科学技术》 北大核心 2017年第9期91-95,共5页

电控喷油器是保障船用大功率柴油机可靠运行、提高整体性能、降低污染排放的关键部套,其中高速电磁阀则是决定电控喷油器性能的核心部件,然而目前对高速电磁阀工作耐久性分析的研究还非常缺乏,导致电磁阀的长寿命设计还存在瓶颈。因此,... 电控喷油器是保障船用大功率柴油机可靠运行、提高整体性能、降低污染排放的关键部套,其中高速电磁阀则是决定电控喷油器性能的核心部件,然而目前对高速电磁阀工作耐久性分析的研究还非常缺乏,导致电磁阀的长寿命设计还存在瓶颈。因此,本文在高速电磁阀动力学性能数值仿真的基础上,结合配机耐久试验数据,对高速电磁阀在不同工况下的机械疲劳问题展开综合性研究,重点讨论并验证了量孔板密封锥面撞击理论寿命模型的有效性,研究结果可为电控喷油器电磁阀的设计优化及寿命预测提供科学支撑。 展开更多

关键词 电控喷油器 高速电磁阀 可靠性 耐久性分析 动力学仿真

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布拉格光纤光栅解调技术综述

8

作者 王晓璐 姚汉奇 +1 位作者 张岳 金江善 《柴油机》 2023年第6期31-36,共6页

基于抗干扰能力强且能实现准分布式传感的布拉格光纤光栅传感器,针对与其应用至关重要的解调技术,从高精度解调静态信号和实时高速解调高频信号两个方面进行解调特性综述。从测量领域和软硬件设计两个维度对现有解调技术进行分类,帮助... 基于抗干扰能力强且能实现准分布式传感的布拉格光纤光栅传感器,针对与其应用至关重要的解调技术,从高精度解调静态信号和实时高速解调高频信号两个方面进行解调特性综述。从测量领域和软硬件设计两个维度对现有解调技术进行分类,帮助相关人员更好地选择与被测对象匹配度较好的解调技术。 展开更多

关键词 光纤布拉格光栅 传感器 信号解调 静态信号 高频信号

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面向数字孪生的电控喷油器蓄压腔压力信号处理算法

9

作者 张语然 王昌庆 金江善 《柴油机》 2023年第1期44-50,共7页

针对构建电控喷油器计量特性数字孪生体的需求,设计电控喷油器蓄压腔压力信号处理算法,包括模数转换、去除毛刺滤波、降噪滤波、数值单位转换和特征值提取等,用于提取蓄压腔压力特征值(t_(m),p_(m))。重点研究降噪滤波算法窗口长度N、... 针对构建电控喷油器计量特性数字孪生体的需求,设计电控喷油器蓄压腔压力信号处理算法,包括模数转换、去除毛刺滤波、降噪滤波、数值单位转换和特征值提取等,用于提取蓄压腔压力特征值(t_(m),p_(m))。重点研究降噪滤波算法窗口长度N、迭代次数m等关键参数对特征值提取精度、稳定性及计算时间的影响,确定最佳滤波参数并在全工况范围内开展试验验证,结果表明使用最佳滤波参数的信号处理算法降噪滤波所需时间为3.99 ms,特征提取t_(m)的最大误差为139.9μs,特征提取p_(m)的最大相对误差为0.39%。 展开更多

关键词 电控喷油器 蓄压腔 压力信号

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柴油机燃油喷射系统仿真研究 被引量：1

10

作者 金江善 平涛 +1 位作者 赵伟 张南林 《柴油机》 2004年第2期12-16,共5页

采用数值模拟方法对某型高压燃油喷射系统进行仿真研究,探讨了主要结构参数对系统性能的影响,并对改进后的系统性能进行了预测。

关键词 柴油机 燃油喷射系统 仿真 结构参数 系统性能 系统结构

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高压共轨燃油系统共轨压力控制技术研究 被引量：14

11

作者 平涛 方祖华 +1 位作者 金江善 张金平 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期46-48,共3页

介绍了一种新型共轨用高压泵的结构、工作原理以及燃油计量特性,探讨了该高压泵基于进油量调节共轨压力控制方法。通过多方案比较,对控制方法进一步优化。试验结果表明控制方法取得了良好的控制效用。

关键词 内燃机 燃油系统 共轨 压力控制

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船用柴油机冗余CANopen过程数据对象可调度性与一致性问题研究 被引量：2

12

作者 姜春宇 金江善 +3 位作者 王君惠 丁琦楠 韩琳 秦慈伟 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期78-84,共7页

针对热冗余通讯在增加船用柴油机电子管理系统通讯可靠性时,默认及冗余总线在不同的抖动下存在数据接收方无法接收两路CAN总线报文的问题,提出以时间戳报文统一系统内所有节点的时间信息,以X+nY×TInhibit的偏移量作为异步通讯周期... 针对热冗余通讯在增加船用柴油机电子管理系统通讯可靠性时,默认及冗余总线在不同的抖动下存在数据接收方无法接收两路CAN总线报文的问题,提出以时间戳报文统一系统内所有节点的时间信息,以X+nY×TInhibit的偏移量作为异步通讯周期发送的起始时间,以XY×TInhibit为时间窗长度,将所有过程数据对象(PDOs)放入不同的时间窗内发送,降低瞬时负荷率,增强可调度性;提出最大延迟时间检测方法,提高两路数据的一致性。通过试验对比冗余CANopen的两种传输模式,结果表明,该方法能有效提高数据的可调度性和一致性。 展开更多

关键词 冗余CANopen 可调度性 一致性 过程数据对象 最大延迟时间 时间窗

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一种新型共轨用高压油泵性能特性试验研究 被引量：2

13

作者 平涛 周玉成 +5 位作者 方祖华 凌励逊 张金平 刘少彦 金江善 李过房 《现代车用动力》 2004年第2期15-18,共4页

高压共轨燃油喷射系统是当今最先进的燃油喷射系统 ,高压油泵是系统中的关键零部件。本文简要介绍了两种典型的共轨用高压油泵———BoschCR (CommonRail)系统的高压泵和电装公司ECD -U2系统高压泵 ,并列举出各自的工作原理。但重点介... 高压共轨燃油喷射系统是当今最先进的燃油喷射系统 ,高压油泵是系统中的关键零部件。本文简要介绍了两种典型的共轨用高压油泵———BoschCR (CommonRail)系统的高压泵和电装公司ECD -U2系统高压泵 ,并列举出各自的工作原理。但重点介绍了一种新型共轨用高压泵的性能特性试验研究结果 。 展开更多

关键词 燃油系统 高压共轨 油泵 性能试验 柴油机

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柴油机喷油器喷嘴流量系数在线测量方法 被引量：4

14

作者 周谈庆 金江善 +2 位作者 杨晰宇 倪昊 董全 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期430-439,共10页

为实时获取柴油机工作过程中喷油器喷嘴流量系数的动态变化过程,提出一种柴油机喷油器喷嘴流量系数在线测量方法.基于黎曼不变量理论将复杂的压力变化过程简化为黎曼单波的运动过程,并建立了喷油器入口压力与流量系数的数学关系.用压力... 为实时获取柴油机工作过程中喷油器喷嘴流量系数的动态变化过程,提出一种柴油机喷油器喷嘴流量系数在线测量方法.基于黎曼不变量理论将复杂的压力变化过程简化为黎曼单波的运动过程,并建立了喷油器入口压力与流量系数的数学关系.用压力二阶导数曲线的特征值确定4个压力单波W1、W2、W3和W4到达测量点的时刻.通过判断右行压缩波W3是否到达压力测量点,将喷射条件分为小喷油量条件和大喷油量条件.在小喷油量条件下对左行膨胀波W1进行解耦;在大喷油量条件下对W1与W3进行解耦,并提出两种条件下针阀运动时刻瞬态流量系数在线计算方法.结果表明:该方法所得出的瞬态流量系数曲线与试验台实测获取的瞬态流量系数曲线的拟合精度达到0.9300以上,计算的平均流量系数与实测平均流量系数的误差不超过5%,该方法有较高的精度. 展开更多

关键词 柴油机 喷油器 流量系数 在线测量

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高压共轨喷油系统开发过程中电磁阀控制参数的仿真研究 被引量：5

15

作者 周玉成 平涛 +1 位作者 方祖华 金江善 《铁道机车车辆》 2003年第A01期124-126,151,共4页

通过对高压共轨式燃油系统喷油器电磁阀动态响应的仿真计算 ,确定了激励电压、PWM的频率和占空比、释放回路电阻的大小及控制方式等对电磁阀动态响应的影响 ,为电磁阀驱动电路参数的选取提供了依据 。

关键词 柴油机 高压共轨喷油系统 电磁阀 控制参数 仿真 电控喷油器

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船用柴油机燃烧闭环控制用缸压信号实时采集技术

16

作者 胡建村 金江善 +3 位作者 王锋 邓康耀 周思敏 秦慈伟 《舰船科学技术》 北大核心 2021年第9期142-146,共5页

为了提高船用柴油机运行的性能和可靠性,对柴油机缸内燃烧过程进行实时监测和控制的需求越来越强烈,而缸压信号实时采集处理技术是实现燃烧过程控制和监测的重要基础。基于原有控制系统增加燃烧闭环控制过程是最经济和现实的技术途径,... 为了提高船用柴油机运行的性能和可靠性,对柴油机缸内燃烧过程进行实时监测和控制的需求越来越强烈,而缸压信号实时采集处理技术是实现燃烧过程控制和监测的重要基础。基于原有控制系统增加燃烧闭环控制过程是最经济和现实的技术途径,因此本文基于柴油机控制系统的嵌入式硬件平台对满足燃烧闭环控制的缸压信号采集技术的要求和实现方法进行分析研究和验证,研究表明该方法能够满足柴油机燃烧闭环控制对缸压信号采集处理的精度和实时性要求。 展开更多

关键词 船用柴油机 燃烧闭环控制 燃烧参数计算 缸压信号采集

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一种压电式液压半桥仿真

17

作者 杨希民 金江善 +3 位作者 汪冰吉 杨博耀 李文伍 陈亮 《柴油机》 2022年第2期11-17,共7页

针对一种采用大行程压电叠堆作为执行器、锥阀作为先导阀的压电式液压半桥,基于AMESim搭建其仿真模型。对模型进行试验标定,响应时间最大误差为9.3%,输出位移最大误差为4.08%。基于该模型仿真分析在不同供油压力下压电式液压半桥的特性... 针对一种采用大行程压电叠堆作为执行器、锥阀作为先导阀的压电式液压半桥,基于AMESim搭建其仿真模型。对模型进行试验标定,响应时间最大误差为9.3%,输出位移最大误差为4.08%。基于该模型仿真分析在不同供油压力下压电式液压半桥的特性,静态分析表明:阀芯与阀座之间的摩擦力是造成死区电压的主要因素;在高油压下,压电式液压半桥滞回特性明显。动态分析表明:压电式液压半桥的幅值裕度为31 dB、相位裕度为140°、截止频率为637 Hz;在调节控制腔压力响应时间时须考虑复位弹簧的刚度。 展开更多

关键词 压电执行器 液压半桥 系统特性

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柴油机高压共轨燃油喷射系统共轨压力控制技术研究 被引量：22

18

作者 金江善 平涛 凌励逊 《柴油机》 2006年第3期5-7,共3页

介绍了一种新型的柴油机高压共轨系统及其共轨压力调节原理,制定高压共轨系统共轨压力控制策略,编写共轨压力闭环控制程序并开展共轨系统平台试验,验证了共轨压力闭环控制算法。

关键词 柴油机 高压共轨系统 共轨压力控制

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瞬态EGR对柴油机低温燃烧切换平顺性影响 被引量：1

19

作者 姚晔 石磊 +2 位作者 邓康耀 胡建村 金江善 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期11-17,共7页

针对传统燃烧(CDC)与低温燃烧(LTC)双模式柴油机在燃烧模式切换过程中出现的平均指示压力(IMEP)波动、发动机工作平顺性差的问题,基于自主设计开发的单缸柴油机,进行了燃烧模式切换过程瞬态废气再循环(EGR)影响研究.研究表明:燃烧模式... 针对传统燃烧(CDC)与低温燃烧(LTC)双模式柴油机在燃烧模式切换过程中出现的平均指示压力(IMEP)波动、发动机工作平顺性差的问题,基于自主设计开发的单缸柴油机,进行了燃烧模式切换过程瞬态废气再循环(EGR)影响研究.研究表明:燃烧模式切换过程中EGR率变化与燃油喷射变化不同步是造成IMEP波动的主要原因,在1100 r/min、等IMEP为0.6 MPa的LTC负荷上限CDC-LTC的直接切换过程中,EGR响应滞后约22个循环,造成IMEP波动率达到12.82%;采用EGR预控制可以实现EGR与喷油控制的优化匹配,IMEP波动率下降至3.17%,有效改善了切换过程中发动机平顺性. 展开更多

关键词 柴油机 低温燃烧 废气再循环 燃烧模式切换

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基于压力信号的船用柴油机共轨系统高压油泵典型故障诊断研究 被引量：4

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作者 秦慈伟 金江善 +2 位作者 董晓露 桑晓琳 汪冰吉 《柴油机》 2019年第3期16-21,共6页

基于AMESim液力仿真平台搭建高压油泵仿真模型,对2种高压油泵典型故障进行仿真分析。采用小波变换方法将压力信号分解为低频波动信号和高频脉动信号,提取高频脉动信号无量纲参数波形因子为故障特征,建立高压油泵故障诊断模型。结合仿真... 基于AMESim液力仿真平台搭建高压油泵仿真模型,对2种高压油泵典型故障进行仿真分析。采用小波变换方法将压力信号分解为低频波动信号和高频脉动信号,提取高频脉动信号无量纲参数波形因子为故障特征,建立高压油泵故障诊断模型。结合仿真和柴油机台架试验的高压油泵故障数据,验证了该诊断方法的有效性。 展开更多

关键词 高压油泵 故障 诊断 波形因子 小波变换

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