基于神经网络的柴油机活塞环组窜气量预测方法研究

1

作者 吴玥 梁兴雨 屠丹红 《内燃机工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期60-70,共11页

针对发动机中出现密封不严而造成的发动机动力性和经济性下降及重要零部件损坏的现象,以某柴油机的单缸试验机为研究对象,对活塞环组的密封性能进行仿真计算,针对开口间隙、倒角长度、径向弹力、工作温度等5个输入和窜气量1个输出,建立... 针对发动机中出现密封不严而造成的发动机动力性和经济性下降及重要零部件损坏的现象,以某柴油机的单缸试验机为研究对象,对活塞环组的密封性能进行仿真计算,针对开口间隙、倒角长度、径向弹力、工作温度等5个输入和窜气量1个输出,建立窜气量反向传播神经网络(back propagation neural network,BPNN)预测模型,并通过灰狼优化(grey wolf optimization,GWO)算法、鲸鱼优化算法(whale optimization algorithm,WOA)、遗传算法(genetic algorithm,GA)、粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)算法进行优化,提高模型的预测性能。结果表明,粒子群优化–反向传播(particle swarm optimiation-back propagation,PSO-BP)预测模型对窜气量具有较强的泛化能力和预测性能。PSO-BP预测模型的高准确性和稳定性为发动机设计和维护提供了强有力的决策支持工具,有助于实现更精确的故障诊断和预测性维护,降低运营成本,提高发动机的整体性能和经济效益。 展开更多

关键词 柴油机 活塞环组 窜气量 预测模型 粒子群优化

在线阅读 下载PDF 职称材料

活塞环组结构参数对柴油机漏气量和机油消耗的影响 被引量：16

2

作者 雷基林 张大帅 +3 位作者 邓晰文 毕玉华 周峰 杨永忠 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期54-62,共9页

合理的活塞环组结构能有效改善内燃机整机性能。以某四缸高压共轨柴油机活塞组件为研究对象,结合实测的缸内压力及活塞与缸套工作温度场数据,建立了活塞组件动力学模型。重点研究了不同活塞环岸间隙、环槽间隙、活塞环开口间隙、活塞顶... 合理的活塞环组结构能有效改善内燃机整机性能。以某四缸高压共轨柴油机活塞组件为研究对象,结合实测的缸内压力及活塞与缸套工作温度场数据,建立了活塞组件动力学模型。重点研究了不同活塞环岸间隙、环槽间隙、活塞环开口间隙、活塞顶环径向弹力对缸内的机油消耗和漏气量的影响规律。运用Box-Behnken响应面法分析表明:顶环、二环开口间隙和顶环的径向弹力对漏气量的影响表现出了较为明显的线性关系,油环开口间隙对漏气量的影响较小,顶环对气体的密封能力强于二环。漏气量和二环岸压力均随着环岸间隙的增大而增大,顶环上下表面压力差的增大使得经过活塞环开口处的窜油量在环岸间隙为0.95 mm时最大。环槽深度及顶环上侧间隙的变化对漏气量无明显影响。在保证活塞环组性能的同时,适当减小环岸间隙与开口间隙、增加径向弹力,可有效降低漏气量与机油消耗。 展开更多

关键词 柴油机 活塞 模型 活塞环组 温度场 漏气量 机油消耗 响应面法

在线阅读 下载PDF 职称材料

内燃机活塞环组密封性能研究 被引量：14

3

作者 邓志明 欧阳光耀 +1 位作者 李育学 李俊吉 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2011年第3期60-64,共5页

为检验活塞环的密封性,进一步研究其摩擦学性能,建立内燃机环组密封数值仿真模型,模型中考虑气室体积、泄漏面积、内燃机运转工况和气室温度变化项等因素对活塞环密封性能的影响。以PA6-280柴油机为例,对活塞环组的密封性能进行仿真计... 为检验活塞环的密封性,进一步研究其摩擦学性能,建立内燃机环组密封数值仿真模型,模型中考虑气室体积、泄漏面积、内燃机运转工况和气室温度变化项等因素对活塞环密封性能的影响。以PA6-280柴油机为例,对活塞环组的密封性能进行仿真计算。结果表明,磨损对环组的密封性能影响很大,而工况对活塞环的密封性影响不是很明显;气室温度变化项对活塞环漏量影响较大,设计时不容忽视。 展开更多

关键词 活塞环组 密封性 内燃机

在线阅读 下载PDF 职称材料

活塞环组参数对窜气量影响的仿真分析 被引量：6

4

作者 卢鹏 张翼 +1 位作者 张明贺 刘学荣 《中国农机化学报》 北大核心 2014年第2期193-197,共5页

为了降低活塞环窜气量,优化柴油机整体性能和排放,研究了活塞环组的窜气路径,采用环动力学理论对窜气进行了分析。考虑了缸套和活塞受到热负荷和机械载荷耦合作用导致型线改变的影响因素,通过建立Glide活塞组摩擦副模型,对活塞环的窜气... 为了降低活塞环窜气量,优化柴油机整体性能和排放,研究了活塞环组的窜气路径,采用环动力学理论对窜气进行了分析。考虑了缸套和活塞受到热负荷和机械载荷耦合作用导致型线改变的影响因素,通过建立Glide活塞组摩擦副模型,对活塞环的窜气量进行仿真分析,得到了活塞环组重要参数(开口间隙、环与环槽间隙、环径向压力)对窜气量影响规律,结果表明开口间隙和环与环槽间隙对窜气量均有较显著影响,在活塞环设计及结构优化过程中需重点考虑。 展开更多

关键词 活塞环组 窜气量 GLIDE 仿真

在线阅读 下载PDF 职称材料

内燃机气缸-活塞环组润滑状态的分析方法 被引量：7

5

作者 桂长林 焦明华 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1993年第1期71-76,共6页

摘要本文综合考虑了表面粗糙度、贫油与充油入口供油边界条件及油膜出口的边界条件,提出一种内燃机活塞环—缸套润滑状态的系统分析方法和计算机程序系统,为环组设计参数的合理选择提供了一种较全面的理论分析手段.通过分析得出,采用适... 摘要本文综合考虑了表面粗糙度、贫油与充油入口供油边界条件及油膜出口的边界条件,提出一种内燃机活塞环—缸套润滑状态的系统分析方法和计算机程序系统,为环组设计参数的合理选择提供了一种较全面的理论分析手段.通过分析得出,采用适当的正偏心度曲面环有利于提高活塞环在上止点区的润滑油膜厚度,改善其润滑状况. 展开更多

关键词 内燃机 气缸-活塞环组 润滑

在线阅读 下载PDF 职称材料

发动机活塞环组的摩擦润滑状态分析 被引量：4

6

作者 张家玺 方心明 徐寅生 《车用发动机》 北大核心 1996年第5期25-31,共7页

本文介绍了目前国内外对活塞环组润滑状态研究的新发展情况，论述了其分析方法：富油分析和贫油分析，分析了发动机结构参数对环组润滑状态的影响，最后给出活塞环组进行润滑状态分析的数学模型。

关键词 活塞环组 润滑 数学模型 汽车发动机

在线阅读 下载PDF 职称材料

车用发动机活塞环组对润滑油消耗的机理分析 被引量：3

7

作者 陈安宇 李松和 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2002年第5期94-94,96,共2页

本文较为全面深入地分析了活塞环组影响发动机润滑油消耗的机理

关键词 车用发动机 活塞环组 润滑油消耗 机理分析

在线阅读 下载PDF 职称材料

农用柴油机活塞环组机油消耗和窜气的灰色关联分析与预测 被引量：4

8

作者 杨朗建 雷基林 +3 位作者 宋国富 张海丰 莫瑞 张大帅 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第15期57-66,共10页

活塞环组的润滑和密封性能直接影响柴油机的动力性、经济性和排放特性,机油消耗量(lube oil consumption,LOC)和窜气量(crankcase blow-by,CB)是评估活塞环组润滑和密封性能优劣的主要指标。为探究影响农用柴油机活塞环组LOC和CB的影响... 活塞环组的润滑和密封性能直接影响柴油机的动力性、经济性和排放特性,机油消耗量(lube oil consumption,LOC)和窜气量(crankcase blow-by,CB)是评估活塞环组润滑和密封性能优劣的主要指标。为探究影响农用柴油机活塞环组LOC和CB的影响因素及LOC和CB对影响因素的敏感程度,该研究提出农用柴油机活塞环组LOC和CB的多影响因素系统分析及预测方法。以YNF40农用柴油机为对象,首先搭建柴油机LOC和CB测试台架,建立活塞环组运动学与动力学仿真模型并验证模型的精确度和可靠度,然后采用灰色关联分析(grey relation analysis,GRA)得到不同影响因素的灰色关联度(grey relational grade,GRG),并基于此进行影响因素敏感性分析,最后基于BP神经网络建立不同转速工况下LOC和CB瞬态变化的时间序列预测模型。多因素GRG分析结果表明:对活塞环组LOC和CB影响最敏感和最不敏感的因素分别是活塞第一环槽下边缘倒角和活塞第三环槽背隙,其对应的GRG分别为0.89279和0.58361,得到目标与影响因素敏感程度的降序排列为:第一环槽下边缘倒角、顶环开口间隙、第一环槽下侧环岸间隙、第二环槽侧隙、第二环槽下边缘倒角、第二环开口间隙、第三环槽上边缘倒角、油环开口间隙、第二环槽上边缘倒角、第一环槽背隙、顶环切向弹力、第三环槽上侧环岸间隙、顶环环槽下侧轮廓倾角、第二环槽下侧环岸间隙、第一环槽上侧环岸间隙、配缸间隙、第三环槽侧隙、第一环槽上边缘倒角、顶环环槽上侧轮廓倾角、第一环槽侧隙、第二环槽上侧环岸间隙、第三环槽下边缘倒角、第二环槽背隙、第三环槽下侧环岸间隙、顶环上端缩减量、第三环槽背隙。LOC和CB随活塞第一环槽下边缘倒角和活塞第三环槽背隙变化的平均标准差分别为2.81、3.90和0.003、0.209。各影响因素与LOC和CB的GRG越大,LOC和CB随影响因素变化的平均标准差越大,对影响因素越敏感。BP神经网络时间序列预测结果表明:预测值与真实值的变化趋势较一致且都分布在95%置信带以内,模型具有较高的预测精度。研究结果可为农用柴油机提高热效率、减少和控制碳排放提供有效指导。 展开更多

关键词 柴油机 灰色关联分析 BP神经网络 活塞环组 机油消耗 窜气 时间序列预测

在线阅读 下载PDF 职称材料

柴油机活塞环组动力学特性分析及多目标优化设计 被引量：3

9

作者 唐佳桃 雷基林 +3 位作者 雷启铭 邓晰文 文均 蒋相森 《内燃机工程》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期73-80,共8页

以一款非道路柴油机为研究对象,结合实测活塞温度场建立了活塞环组动力学仿真模型,并通过漏气量和机油耗试验研究验证了模型的准确性。通过正交试验设计进行析因分析,选定顶环开口间隙、二环侧隙、顶环和二环切向弹力作为决策变量,引入... 以一款非道路柴油机为研究对象,结合实测活塞温度场建立了活塞环组动力学仿真模型,并通过漏气量和机油耗试验研究验证了模型的准确性。通过正交试验设计进行析因分析,选定顶环开口间隙、二环侧隙、顶环和二环切向弹力作为决策变量,引入支持向量机的帕累托多目标优化算法,以降低柴油机漏气量和机油耗为优化目标,通过K-means聚类算法得到3种优化方案。与原机相比,方案A的漏气量降低了3.69 L/min,降幅达23.50%,而机油耗只减少了0.27 g/h;方案B的漏气量和机油耗分别降低了2.55 L/min和0.49 g/h;方案C的漏气量只减小了1.39 L/min,但机油耗降低了0.44 g/h,降幅达12.05%。研究结果表明适当减小顶环开口间隙和二环侧隙和合理的切向弹力可以有效减小漏气量和机油耗,优化结果可为高效清洁的柴油机活塞环组设计提供理论依据。 展开更多

关键词 柴油机 漏气量 机油耗 活塞环组参数 正交试验设计 支持向量机 帕累托多目标优化

在线阅读 下载PDF 职称材料

考虑活塞环组动力学的船用大功率柴油机组合式活塞温度场预测 被引量：1

10

作者 何涛 卢熙群 +2 位作者 邹德全 郭宜斌 李玩幽 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期66-72,共7页

通过建立柴油机组合式活塞的3D有限元模型,以文献中参考机型的实测缸套温度为温度边界条件,根据相应经验公式取得各换热区的对流传热系数,对新设计船用大功率柴油机组合式活塞进行温度场预测,并将计算所得到的温度场与参考机型实测温度... 通过建立柴油机组合式活塞的3D有限元模型,以文献中参考机型的实测缸套温度为温度边界条件,根据相应经验公式取得各换热区的对流传热系数,对新设计船用大功率柴油机组合式活塞进行温度场预测,并将计算所得到的温度场与参考机型实测温度场进行对比。为使得仿真计算更接近实际情况,考虑了活塞环组运动对传热系数的影响。计算结果表明:所得的温度场与相似机型实测温度场分布规律类似,可以为新设计发动机的热负荷试验提供指导。 展开更多

关键词 内燃机 组合活塞 温度场预测 传热系数 活塞环组动力学

在线阅读 下载PDF 职称材料

活塞环开口位置对窜气特性影响的研究 被引量：7

11

作者 郝志勇 丁加岑 +1 位作者 朱君亮 曹向阳 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期258-263,共6页

在不改变活塞环组结构参数的情况下,为寻求降低活塞环组窜气量的优化方法,建立某柴油机活塞环组窜气特性模型,计算在1 800r/min全负荷工况下的窜气量.结合正交设计,在窜气特性模型中对活塞环组开口位置进行优化布置,并分别从活塞环开口... 在不改变活塞环组结构参数的情况下,为寻求降低活塞环组窜气量的优化方法,建立某柴油机活塞环组窜气特性模型,计算在1 800r/min全负荷工况下的窜气量.结合正交设计,在窜气特性模型中对活塞环组开口位置进行优化布置,并分别从活塞环开口、环槽与工作表面三条窜气途径对优化结果进行对比分析.优化方案将原方案的窜气量降低了10.3%,进一步分析表明环岸压力导致的油环震颤是原方案窜气量较高的主要原因.环岸压力对三条窜气途径的气体流量均有较大影响.通过调整环组开口位置合理分配环岸压力能有效降低窜气量,通过调整油环状态对压力的影响间接影响活塞环组的窜气特性. 展开更多

关键词 柴油机 活塞环组 窜气量 正交设计 环岸压力

在线阅读 下载PDF 职称材料

柴油机活塞环机油耗及其影响因素分析 被引量：1

12

作者 焦明华 桂长林 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 1992年第1期115-121,共7页

本文综合考虑了多种影响因素,更接近柴油机实际工况的活塞环组润滑分析方法和计算机程序系统,对柴油机的一项重要参数——机油耗及其影响因素进行了理论探讨。从改进环组滑动廓面设计角度对减少润滑油泄流损耗提出见解,并以量大面广的S1... 本文综合考虑了多种影响因素,更接近柴油机实际工况的活塞环组润滑分析方法和计算机程序系统,对柴油机的一项重要参数——机油耗及其影响因素进行了理论探讨。从改进环组滑动廓面设计角度对减少润滑油泄流损耗提出见解,并以量大面广的S1100柴油机为对象,对于降低活塞环组机油耗的环组设计,提出改进建议。 展开更多

关键词 活塞环组 润滑 机油耗 柴油机

在线阅读 下载PDF 职称材料

柴油机缸内机油消耗量的仿真计算及影响因素分析 被引量：10

13

作者 张俊红 张桂昌 +2 位作者 林杰威 刘海 何振鹏 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期79-86,共8页

为了降低发动机的机油消耗量,分析了发动机缸内机油消耗的4种主要模式,并以某柴油机为例,通过仿真的方法对某些常用工况下这4种模式的机油消耗量进行了计算,发现其中缸壁蒸发的机油量占了大部分.然后分析了柴油机不同运行工况、第2道活... 为了降低发动机的机油消耗量,分析了发动机缸内机油消耗的4种主要模式,并以某柴油机为例,通过仿真的方法对某些常用工况下这4种模式的机油消耗量进行了计算,发现其中缸壁蒸发的机油量占了大部分.然后分析了柴油机不同运行工况、第2道活塞环闭口间隙及各道活塞环切向弹力对机油消耗的4种模式的影响规律.结果表明,缸壁蒸发量主要由发动机运行工况决定;第2道环闭口间隙的增大会降低顶环开口窜油量和增大漏气量;活塞环弹力的增加会减小剩余油膜厚度,进而降低顶环甩油及活塞顶刮油量,但同时会增大活塞环与缸套之间的摩擦损失.最后进行了柴油机台架机油消耗量实验,一定程度上验证了仿真计算结果的正确性. 展开更多

关键词 柴油机 缸内机油消耗量 仿真计算 活塞环组

在线阅读 下载PDF 职称材料