内燃机增压与扩缸对活塞横向运动影响的数值分析

根据活塞动力学方程与平均雷诺方程建立分析模型,采用 Broyden法对模型求解.依据 6105 柴油机燃烧爆发压力提高38%和缸径从105 mm扩大到 110 mm的改进设计,分析活塞的横向运动特性.结果表明:进行上述改进设计后,活塞顶部横向偏移的幅值增加了 23%,活塞横向运动速度的峰值增加了 22%,增大了擦缸的可能性;活塞横向运动加速度的峰值增加了38%,加剧了活塞对气缸的冲击.这样的分析结果对完善内燃机产品设计具有有效的指导作用.     

基于p-ω的发动机调速动力学模型

为消除发动机转速振荡,提出了基于气缸压力-曲轴转速(p-ω)的发动机调速动力学模型,建立了直列四缸汽油机的气缸压力、指示扭矩、瞬时转动惯量、惯性扭矩和摩擦扭矩等模型.以曲轴转角域描述发动机任意瞬间的动力特性,并由此开发了以改进比例、积分、微分算法为控制方法的数字调速器.试验表明,该调速器具有良好的转速响应特性.     

船舶内燃动力装置—缸熄火时扭转振动特性

内燃动力装置一缸熄火时扭转振动特性,是部分气缸运行下扭转振动问题的最特殊情况,然而,却是最常见和最重要的情况.本文根据可能出现的三种熄火状况进行分析讨论.所谓三种熄火状况,即《第一类型熄火状况》简称“停缸”:当发动机某一气缸运动部件损坏,拆卸活塞连杆机构,采用发动机减缸运行的情况;《第二类型熄火状况》指发动机某一缸由于严重漏气,而使气缸内气体压缩过程建立不起气缸压力的情况,使气缸熄火;《第三类型熄火状况》为发动机某一气缸因供油系统损坏,造成气缸熄火的情况.或者是人为地将一个气缸改为压气机缸的情况.现在分析一缸“熄火”时下述动力装置扭转振动的特性.主机均采用同一型号六缸四冲程中速柴油机.三种熄火状况采用的动力装置如图1所示.它们是:第一种装置形式(简称“装置I”)是柴油机通过高弹性联轴节与推力轴联接的船舶内燃动力装置,当量系统如图1a所示.     

粘液灌装机的改进设计

通过对粘液灌装机结构工艺的改进 ,可保证气缸1与液缸的同轴度要求 ,同时也使各容器的充满率精度提高一个等级 ;通过对气缸1的气压工作原理系统图的改进 ,使罐装机具有快慢两种不同的速度进行灌装 ,通过对灌装机部密封装置的密封形式改进 ,使其达到极为可靠的密封效果     

配气正时对工质移缸类非常规循环内燃机性能的影响规律

将一台传统四缸四冲程汽油内燃机改造成一个具备工质移缸特征的新型循环内燃机,通过实验和模拟计算方法研究了前缸排气正时和后缸进气正时对分缸循环内燃机性能的影响规律。新循环内燃机中2个气缸完成1个工作循环,前缸为传统四冲程循环燃烧气缸,后缸为非燃烧气缸,前缸的燃气通过转接管进入后缸,再从后缸排出内燃机。基于GT-POWER模型对新循环内燃机建立一维仿真模型,并进行了仿真和实验验证。结果表明:在不改变气门升程曲线的情况下,前缸排气提前角和后缸进气提前角对内燃机燃油消耗率的影响较小,对内燃机扭矩外特性影响较大;新循环内燃机燃油消耗率低于原机,说明前缸燃烧、后缸继续膨胀的内燃机分缸循环可以提升内燃机的工作效率。     

发动机缸头冷却水流场试验研究

为了寻求发动机气缸头冷却水合理的流场分布 ,避免出现流动死区 ,使发动机在一定的冷却水流量下保证气缸头足够的冷却 .配合耐久性试验 ,采用激光多普勒测速仪 ( LDV)对发动机气缸头冷却水流场进行了测量 ,得到了冷却水在平行于缸头与缸体接合面的二维流场 .讨论了不同截面的流场分布规律 .结果表明 ,发动机缸头冷却水流场分布是合理的 ,有利于发动机的冷却     

粘液灌装机的改进设计

通过对粘液灌装机结构工艺的改进，可保证气缸１与液缸的同轴度要求，同时也合铬容器的充满率精度提高一个等级；通过对气缸１的气压工作原理系统图的改进，使罐装机具有快慢两种不同的速度进行灌装，通过对灌装机部密封装置的密封形式改进，使其达到极为可靠的密封效果。     

不同气缸首先着火起动后发动机排气特性模拟

分别利用GT-Power和FIRE软件建立了天然气发动机一维仿真模型和排气系统三维模型,并实现了二者的耦合计算.模拟结果得到了试验验证.对4缸天然气发动机起动过程中不同气缸首先着火后,排气系统内气体流动和温度分布特性进行了模拟研究.结果表明：起动阶段第1个循环未着过火的气缸在排气过程中存在废气回流到气缸的现象,并推迟了废气向排气系统排出;不同气缸首次着火后,各缸排气歧管结构的差异引起排气系统中废气的流动和温度分布的不同.优化选择首个着火气缸进行起动,可以使催化器入口排气温度场分布更均匀,其中,第2缸首先着火起动后催化器入口流速均匀性指数最高,温度分布均匀,高温气体所占截面面积的比例最大.但不同气缸首次着火起动对排气流动和温度分布的影响主要表现在前3个发动机工作循环,此后这种差异消失.     

基于多体系统动力学的某V型发动机 配气机构总成的动态仿真研究

针对某V型发动机配气机构,以ADAMS为仿真平台,建立了单个配气机构以及含凸轮轴柔性体的配气机构总成的多体系统模型,并对其进行相应的动力学仿真分析. 结果表明,凸轮轴变形以及各缸配气机构的动力耦合,对配气机构的动态性能有一定的影响,凸轮轴轴承所承受的载荷主要受相邻气缸各气门机构凸轮载荷及其合力的影响.     

压缩天然气单燃料发动机气门座圈材料的性能分析

针对压缩天然气(CNG)单燃料发动机在耐久性试验后气门座圈失效所造成的气门下沉量及气缸压缩压力降幅过大问题,设计了适用于CNG单燃料发动机的新气门座圈材料.将新材料气门座圈安装在发动机的第2、4缸,而第1、3缸气门座圈采用原材质不变,进行450 h耐久性试验,测量各缸的压缩压力和气门下沉量,并对发动机的气门座圈失效原因进行分析.试验结果表明:所设计的气门座圈可以满足CNG单燃料发动机的使用要求.发动机的气门座圈的失效机制为高温高压燃气环境中因高速、高温和反复冲击所引起的气门与座圈的磨损与腐蚀.     

瞬态转速分析及其在发动机气缸故障诊断中的应用

发动机气缸内的压力和气压产生的扭矩是一个非常重要但运行时很难得到的参数.为此,描述了一种通过测量和分析发动机的瞬态转速来监测气缸内的压力和压力扭矩的方法.在发动机模型和测量的瞬态转速信号的基础上,经过傅立叶变换和傅立叶逆变换,可得出发动机各缸的气压扭矩的波动波形.根据气压扭矩振动波形可监视发动机气缸内的工作状态和对故障气缸做出诊断.     

发动机冷却水套的计算流体力学分析及 结构改进

为评估某发动机冷却水套结构设计的合理性,基于计算流体力学(Computational Fluid Dynamics, CFD)分析方法,采用STAR-CCM+软件对一款双缸发动机冷却水套进行流场数值模拟分析.通过对该冷却水套的速度场及缸孔流量分配进行分析,发现该双缸发动机冷却水套的结构设计存在不足,会造成左缸冷却效果好而右缸冷却效果差的两缸冷却不均匀现象,右缸大部分区域的换热系数低于5 000 W/(m2·K),因此,需要提升冷却水套的冷却性能.基于流动路径及流量分配合理性的综合评估方法提出了冷却水套缸孔布局的改进方案,并对冷却水套改进结构进行了CFD模拟.结果表明:改进后,排气侧、鼻梁区等高温区域的冷却效果得到保证的同时,左缸和右缸的冷却均匀性得到明显的改善,冷却水套壁面平均换热系数的提升非常明显,基于流动路径及流量分配合理性来设计缸孔布局的方法是有效可行的.研究结果可为冷却水套的改进设计提供方法指导和仿真数据支撑     

基于Matlab与Ls-dyna的气缸冲击仿真解析

气缸活塞撞击到前端盖时,活塞杆和衬套间会发生较大应力导致部件磨损产生气体泄漏.为了准确了解气缸运行过程中各物理量的集中式参数和分布式参数的变化情况,提出一种采用Matlab与ANSYS/Ls-dyna对气缸运行和内部受力进行联合仿真的方法.通过Matlab获得气缸内压力的仿真结果,以此作为Ls-dyna的仿真条件可以得到更为精确的位移、速度、活塞杆与衬套间动态应力分布和径向震荡等情况.仿真结果表明气缸冲击过程中,活塞与活塞杆出现明显的倾斜,气缸衬套与缸筒上呈现一些明显的受力点,气缸的活塞杆冲击速度、负载分别与其所承受的最大等效压力近似成正比关系.      

基于p-ω叫的发动机调速动力学模型

为消除发动机转速振荡，提出了基于气缸压力-曲轴转速（p-ω）的发动机调速动力学模型，建立了直列四缸汽油机的气缸压力、指示扭矩、瞬时转动惯量、惯性扭矩和摩擦扭矩等模型，以曲轴转角域描述发动机任意瞬间的动力特性，并由此开发了以改进比例、积分、微分算法为控制方法的数字调速器．试验表明，该调速器具有良好的转速响应特性．     

缸孔精镗自动补偿的原理分析与应用

南汽NSE缸体生产线GROBl8工位专机在精镗缸孔时采用了自动在线测量补偿系统,由于加工过程中会产生正常的磨损,使偏转器发生异常偏移,导致半精镗缸孔直径超差,精镗缸孔时出现半精镗刀纹。因此,需定期进行HSK锥孔的轴线与主轴的轴线同心度静态调整,重新设定半精镗缸孔零位来消除半精镗孔直径误差。     

数字气缸的行程设计

研究了数字气相缸的行程设计方法，建立了活塞分行程和输出行程系列值的计算方程，编制了相应的计算框图，可为数字气缸的行程设计提供一种有效的方法和理论依据。     

基于智能制造技术的活塞工艺设计与制造

以往复式发动机零件活塞为例,阐述了智能制造技术在工业4.0背景下高效的加工效率、良好的表面质量以及柔性化等特点.从环槽加工、零件热膨胀、装夹形变和加工程序冗长等方面分析了活塞零件的加工难点,改进了加工工艺流程,并设计出新的气缸卡爪、铣床气动夹具以及空液压卡盘夹具,改善了零件的加工工艺.在模拟仿真的过程中确定了整个智能制造生产线的结构和程序指令,相较于传统制造大幅提高了零件产出效率且实现了24 h不间断加工.     

WD12柴油机气缸体总成机加工样式工艺分析

WD12气缸体总成是由气缸体和曲轴箱组成的关键组件,它不仅是柴油机各机构、系统的装配基体,其本身的许多部位又是曲轴连杆机构、配气机构、供给系统、冷却系统和润滑系统的组成部分。气缸体总成上各孔、各面及相互之间均有较高的尺寸、形状和位置公差要求,其加工难度很大。气缸体总成的样试加工均使用通用工艺设备,加工工艺过程可分为气缸体和曲轴箱零件的粗加工、半精加工和气缸体总成组件的精加工、关键部位的细加工四个阶段。整个工艺过程的关键环节是各加工阶段工艺基准的选择、关键部位(主轴孔、缸孔、凸轮轴孔)的加工和重要尺寸(主轴孔、凸轮孔、惰轮孔三孔孔心距坐标尺寸)的计算。     

浅谈排除发动机活塞敲缸响故障的体会

本文主要介绍汽车发动机出现活塞敲缸响故障,后经拆检分析发现,活塞敲缸响是由某缸活塞磨损过大与气缸壁间隙过大所致。     

基于滑模跟踪控制的汽车发动机在线监测与故障诊断

根据滑模控制理论,设计了汽车发动机动态转矩滑模跟踪控制方案,通过改变动态转矩,使曲轴转速平方的估计值不断跟踪其测量值,二者误差逐渐减小,动态系统收敛性得以保证,从而可以估计动态转矩和平均动态转矩.若发动机某缸(或某几缸)平均动态出现较大的负值,则可断定该缸存在故障.试验结果表明,该方法对建模误差和参数变化具有很强的鲁棒性,在中低转速和变化工况下均能实时监测气缸工作情况,准确诊断和定位故障,并能判断故障的严重程度.