发动机瞬时转速与发电机电流波形模拟开题报告

 2021-12-30 20:31:31

全文总字数:2311字

1. 研究目的与意义(文献综述)

柴油机已经发展超过100年,已经是一个相当成熟的体系。现代柴油机的功率越来越大,它的结构也更加的复杂,是目前最复杂的机械之一。柴油机有很多零部件,他们之间相互影响,如果有一个部件发生故障,可能会产生连锁反应,与之相关的其他部件也会受到影响。柴油机发生故障的可能性很大,一旦发生事故将会严重威胁工作人员的生命安全,也会严重影响动力的输出以及经济损失。

近些年来,随着环境问题的加剧,酸雨、雾霾等情况已经严重制约我国经济的发展,严重影响我国人民的身体健康安全,柴油机产生的尾气也是造成这种问题的一个重要因素。随着世界以石油为主要的传统能源的枯竭,环境问题的加重等,寻找替代燃料开发新的发动机成为一个趋势,液化天然气以其环境友好存储量巨大等优点成为首要选择。

相比于传统的燃料,天然气具有很多的优点,首先硫含量非常低,燃烧后很少产生硫化物等,因此对环境十分友好。其次能量密度高以及储量十分丰富,在解决天然气的储存问题后,单位体积的能量更多。可以提高燃料的热效率,降低排放的污染物,为缓解全球变暖具有很大的意义。如果将这些分析得到的应用于我国船舶的发动机上,可以减少船舶的碳排放、碳氧化物排放,可以极大程度改善我国内河的污染问题,对我国经济可持续发展和提高人民的生活水平有着极大的作用。

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2. 研究的基本内容与方案

发动机的瞬时转速可以很好地反映发动机的的运行状况,通过观察瞬时转速的变化,可以间接了解缸内的压力变化,所以瞬时转速可以作为诊断发动机故障的一个十分重要的依据,比如判断失火故障。而发动机转速的测量有很多方法,比如通过测量飞轮齿数、测量曲轴转速等,因此课题的内容之一是学习了解发动机转速故障诊断的原理。

零维模型是一种基于经验的公式,它对实际的燃烧放热过程进行大量的统计分析,通过曲线拟合的方式找到规律性。这个模型将燃烧的放热表示为一种与参数有关的经验公式,将复杂的放热模型简化成与几个参数之间的关系,将系统内各参数抽象为只随时间而变化。所以零维燃烧模型可以很好的预测燃烧过程的主要性能参数,而不去考虑燃烧的本质和规律性。

所以本次仿真我们使用MATLAB软件中的simulink模块,建立发动机的零维燃烧模型,进而模拟发动机的各种状态参数。因为在发动机运转时,由于曲轴受到力的方向和大小具有周期性变化,我们可以利用这个周期性变化产生的信号,通过傅里叶变换分解成简谐波,进而得到发动机的各谐次激励力矩对发动机产生的激励作用。分析这些简谐波分析各个缸的工作状态,通过与正常的工作产生的简谐波对比,来判断是否存在失火或者没有做够的功率等情况

3. 研究计划与安排

第1-3周:查阅资料,确定方案,完成开题报告;
第4-10周:完成发动机仿真模型设计方案,进行模型设计准备;
第11周-12周:进行模型设计,调试模型;
第13周:分析瞬时转速特性;
第14周:完成毕业设计初稿,提交指导老师审阅;
第15周:修改并提交毕业设计论文;
第16周:准备答辩。

4. 参考文献(不低于12篇)

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