自由活塞发电机动力学过程的非线性模型

为分析自由活塞发电机的动力学过程,提出一个可解析求解的动力学模型.根据自由活塞发电机的动力和负载特性,建立了自由活塞发电机动力学过程的非线性模型,利用能量平衡原理得到了该非线性模型的一次近似解.结果表明:自由活塞发电机系统为典型的自激系统,存在一个稳定极限环;系统的稳定运行频率由燃烧室内气体的非线性刚度、燃烧能量及速度共同决定,并且后者为主导因素.     

圆环形活塞声源的辐射阻抗

以圆环形活塞声源为研究对象,在频率小于8.5kHz的范围内,利用微元法计算出了一定尺寸圆环形活塞声源的辐射阻抗的理论值。结果表明:圆环形活塞声源的辐射阻抗与声源的振动频率、活塞声源的环宽密切相关。声源振动频率越大,辐射阻抗越大;声源的环宽(辐射面积)越大,辐射阻抗越大,反之亦然。最后得出了一定尺寸同心圆环形活塞声源的同振质量和平均辐射声功率。     

缸套-活塞间隙与振动信号关联维数的关系评价

利用发动机气缸套振动信号特征评价气缸套-活塞组件磨损状态,建立了发动机气缸套、活塞、曲柄和连杆机构的动力学模型并进行了动力学仿真.然后又进行了气缸套表面振动分析,并对所得到的振动模拟信号进行了基于关联维数的信号特征评价.结果表明,随气缸套-活塞组件磨损间隙的增加,振动信号幅值增大,气缸套表面振动加速度信号的自相关程度变大,气缸套表面振动信号的关联维数有下降的趋势,这些关联性可以作为发动机气缸套-活塞组件磨损状态评价的特征量.     

钻柱系统黏滑振动的自激振动特性研究

针对当前钻柱系统黏滑振动产生的影响不断增大的问题,研究黏滑振动的自激振动特性。通过建立钻柱系统的黏滑振动力学模型,推导了钻头于黏滞阶段与滑脱阶段的状态方程,并得到其滑脱阶段的振动响应。在得到系统黏滑振动特性的基础上,研究钻头在不同初始条件时相对转盘运动的相轨迹。结果表明,当钻头初相点存在扰动时,其运动均将趋向于稳定的黏滑振动,表现为钻头运动的相轨迹收敛于稳定的极限环。对黏滑振动产生的原因进行分析,结果表明,产生黏滑振动的钻柱系统在黏滞状态与滑脱状态转变时均存在摩擦扭矩的降落,相当于在钻头转动方向作用一个外载,即钻头临界状态转变时存在的负阻尼效应将钻柱的振动调节为自激振动。     

细纱锭杆的运动稳定性

本文论述环锭纺细纱锭杆在强迫振动过程中受到材料内摩擦效应、润滑油膜效应等形成的切向力的干扰;当该力大于锭杆振动系统特有的切向阻尼力时,锭杆产生频率 p 的增幅自激振动,其运动属于不稳定。但因锭子结构里的阻尼力同时也被激增,当两力成平衡时锭杆就转变为频率ω_n 的等幅自激振动,其运动属于稳定极限情况,锭端轨迹呈现摆线。这种现象只在锭速高于第一临界转速时才出现,并可以根据锭端轨迹的特征来判别自激振动的产生因素。     

轧机扭转自激振动分析

研究轧辊黏滑运动引起轧辊扭转自激振动和自激振动对带材表面质量影响 .在分析轧辊工作界面的黏滑运动基础上 ,建立轧辊转动动力学方程 .根据轧辊与带材之间黏着和滑动特点 ,对滑动非线性摩擦力进行线性化处理和求解动力学方程 ,分析扭转振动特性得出 :随着黏着时间的减少 ,扭转振动的波形逐渐由锯齿形变为正弦形 ,摩擦自激振动可以表现出低于自由振动频率的所有频率分量 ;黏着时间与扭矩增量成正比 ,与转动轴刚度和传动轴转动速度成反比 ,滑动时间基本稳定 ,黏着时间越长 ,系统吸收的能量和释放的能量越多 ,由于滑动时间一定 ,容易引起带材表面剪切冲击和表面条纹 .工业现场测试表明轧机存在工作辊扭转自激振动 .图 7,表 3,参 8.     

超声振动对内燃机缸套摩擦润滑状态影响的研究

降低缸套-活塞组件的摩擦力是提高内燃机可靠性和耐久性的重要技术问题。在关于摩擦副减摩的研究与实践中,超声振动减摩因其良好的减摩性能得到了研究人员的广泛关注。为了研究超声振动对内燃机缸套组件摩擦润滑状态的影响,本文对比分析了在缸套外壁有、无超声激振条件下的内燃机摩擦损耗。通过对内燃机缸体进行结构改制,在内燃机倒拖试验台上引入超声激振设备,搭建了新型单缸内燃机的超声振动减摩试验台架。通过试验研究了内燃机缸套活塞组件在不同激励工况下的超声振动减摩情况。研究表明：施加高频振动后,缸套-活塞组件间出现了接近于粗糙度等级的动态变形,内燃机摩擦损耗较未激振前呈现出小幅降低。     

超声振动对内燃机缸套摩擦润滑状态的影响

降低缸套-活塞组件的摩擦力是提高内燃机可靠性和耐久性的重要技术问题。在关于摩擦副减摩的研究与实践中,超声振动减摩因其良好的减摩性能得到了研究人员的广泛关注。为了研究超声振动对内燃机缸套组件摩擦润滑状态的影响,对比分析了在缸套外壁有、无超声激振条件下的内燃机摩擦损耗。通过对内燃机缸体进行结构改制,在内燃机倒拖试验台上引入超声激振设备,搭建了新型单缸内燃机的超声振动减摩试验台架。通过试验研究了内燃机缸套活塞组件在不同激励工况下的超声振动减摩情况。研究表明:施加高频振动后,缸套-活塞组件间出现了接近于粗糙度等级的动态变形,内燃机摩擦损耗较未激振前呈现出小幅降低。     

单活塞式液压自由活塞发动机控制系统的开发

针对HFPE控制的各种要求,设计了单活塞式液压自由活塞发动机控制系统,提出了针对液压自由活塞发动机的控制策略.重点分析了活塞下止点位置修正和起动时活塞位置调整控制难点和面临的问题,根据液压自由活塞发动机特性提出了下止点位置修正控制策略.原理样机试验结果表明,该控制系统对液压自由活塞发动机的起动和连续运行的频率控制合理可靠,验证了控制策略的合理性和可行性;改善了液压自由活塞发动机下止点位置控制,保证了非正常情况下活塞回位,实现了可变压缩比控制,改善了冷起动和缸内燃烧效果.     

冷却油腔位置改变对活塞温度场的影响

研究活塞冷却油腔位置改变对活塞温度场的影响.采用Pro/E软件建立德国1015型柴油机活塞的有限元模型(FEM).在性能计算的基础上确定了活塞顶等部位的热边界条件.利用ANSYS软件研究活塞振荡冷却油腔位置改变后,活塞各关键部位温度的变化规律及其对冷却油腔位置的敏感程度.结果表明,冷却油腔位置对活塞各部位温度的影响规律有较大的差别.冷却油腔位置改变对活塞第一环槽影响最大,不仅温度的变化速度有极值点,而且通过移动冷却油腔可以使第一环槽的温度降低约30℃.     

柱塞配流海水轴向柱塞液压泵运动学分析

对柱塞配流海水轴向柱塞泵进行运动学分析,给出了柱塞相对缸体和柱塞相对斜盘的运动分析表达式及仿真曲线。     

考虑连杆-曲轴变惯性影响的活塞二阶运动分析

为分析活塞二阶运动轨迹和裙部侧向力,提出一个包括连杆和曲柄动力学在内的活塞动力学和摩擦学耦合分析模型.该模型同时也将活塞环组摩擦力、活塞销和曲轴偏置、配缸间隙对活塞动力学和摩擦学的影响考虑在内.计算和比较了连杆和曲轴变惯性对活塞二阶运动和侧向力的影响,同时也分析了配缸间隙对活塞二阶运动的影响.结果表明,连杆变惯性及配缸间隙都对活塞二阶运动和裙部侧向力有重要影响.     

Mixed Lubrication Analysis and Experiment Validation of Internal Combustion Piston Skirt

A mixed lubrication model was established for piston skirt lubrication. The mathematical model developed in this paper incorporates governing equations of motion with average Reynolds equation. This model considers the surface roughness and profile, The corresponding computer program can be used to calculate oscillatory motion of piston during the entire trajectory, which has the excellent convergence.In addition, a set of equipment, which adopt the laser induced fluorescent method, was developed to measure the oil film thickness between the piston and the bore.     

一种回转式活塞压缩机的产品化设计及实验

提出了一种新型双环结构的回转式活塞压缩机,将常规往复式活塞改为新型回转式活塞,同时活塞的往复运动转变为回转运动.在保持了往复式活塞压缩机压缩比范围广、制造工艺简单等特点的同时借鉴一些回转式压缩机的优点,消除了常规活塞式压缩机的活塞惯性力,取消了常规活塞式压缩机的吸、排气阀,提升了活塞式压缩机的应用优势.设计了首款产品样机并进行了实验,实验结果证实了回转式活塞压缩机工作原理的可行性,排气压力达到了设计指标,实际排气量则达到理论排气量的一半以上.     

活塞裙部摩擦润滑及二阶运动的数值分析研究

提出了活塞裙部摩擦润滑的数学模型,该模型考虑了裙部表面粗糙度、裙部线型对活塞润滑和摩擦的影响,所编制计算程序用于计算整个活塞横向运动轨迹,并揭示出活塞在正常工作情况下其裙部油膜力和摩擦力与曲柄转角的函数关系,给出了有关基本公式和初步结果．     

Y4100Q柴油机曲柄活塞机构的仿真实现

概述了Y4100Q型柴油机的性能特性,介绍了曲柄活塞机构的仿真实现过程,通过建立三维装配模型,进行了曲柄活塞机构的运动模拟和运动学分析,得出了活塞在正常功率输出状态下的速度和加速度分布,为产品的快速开发提供了途径.     

多相介质诱发柱塞泵内部磨损

 为了突破油水煤浆作为替代燃料发展的瓶颈,解决油水煤浆替代柴油应用于柴油机和固体煤颗粒的存在加剧柱塞泵磨损问题,通过数值模拟和实验测试方法找出多相介质下诱发柱塞泵内部磨损的机制。采用VOF多相流动模型,对颗粒运动轨迹、颗粒与过流表面的相互碰撞过程、固液(煤、油)磨损进行了数值模拟,并试验测试分析。研究结果表明：离散相颗粒的性质(密度、粒径)、混合比例及柱塞运动速度对颗粒运动轨迹及壁面碰撞过程有重要的影响;大粒径、大密度的颗粒运动轨迹向柱塞泵壳体内侧偏移,与其撞击并反弹,易发生多次撞击,对柱塞泵壳体内侧磨损程度大;小颗粒易与柱塞偶件发生撞击,因柱塞偶件表面油膜颗粒一般与其发生一次撞击,冲蚀磨损相对弱些;凸轮速度直接影响柱塞运动速度,速度加剧内部磨损;混合燃料中固体颗粒的体积比增大,对柱塞偶件的磨损加剧,模拟结果与试验结果吻合。     

用可调脉冲信号控制气动活塞的位置

本文表明可用脉冲信号来控制气动活塞的位置。文中推导了模拟活塞运动的数学模型,同时对模型进行了简化,并用PHASER程序求解模型,模型计算结来与实验结果吻合良好。该模型可用来设计非线性控制器。     

发动机停机活塞位置控制策略研究与仿真

由于惯性作用,发动机停油熄火后,曲轴飞轮组受缸内剩余气体阻力矩和摩擦力矩的影响做减速运动,活塞逐渐完全停止。对活塞停止产生影响的摩擦力矩是运动副上产生的机械损失功,是不可控的。而气体阻力矩可以通过控制节气门开度的大小来控制,本文首先建立了电子节气门的数学模型,并在Matlab/Simulink进行了仿真,理论上实现了通过调整节气门开度大小调节气体阻力矩达到控制活塞的目的。     

柱塞泵中柱塞摩擦副泄漏流量的分析

考虑到柱塞密封长度的变化，对柱塞与缸孔间环形间隙流动流量公式进行修正，得出修正系数的计算公式，为柱塞泵（马达）容积效率的分析和计算提供了方便。