基于ADAMS的发动机新型动力输出机构的仿真

目的研究基于曲柄摆杆机构的发动机动力输出机构,改善传统发动机活塞与气缸的受力状况,提高动力传递效率.方法利用Pro/E三维建模软件构建曲柄摆杆机构发动机的三维实体模型,将其导入到动力学分析软件ADAMS中进行运动学及动力学仿真分析,得到主轴扭矩、连杆摆角、活塞对气缸的侧压力等参数并与传统曲柄连杆发动机对应参数相比较.结果完成了ADAMS的仿真分析,获得了一些仿真数据.结果表明发动机采用曲柄摆杆机构具有可行性,其摆杆摆角在0~0.97°范围内,远小于传统曲轴连杆发动机的相应值.同等燃气压力条件下其气缸侧压力约为传统发动机相应值的1/20.结论通过仿真分析验证,曲柄摆杆作为动力输出机构能够满足发动机工作循环要求,活塞与气缸受力状况比传统发动机有显著的改善,对延长活塞和气缸的工作期限及简化发动机结构均有重要意义.     

涉水发动机二次起动的分析

该文对涉水发动机二次起动进行探讨,通过活塞位移的分析和起动机能够克服气缸的压力进行理论分析和计算,并根据计算结果画出不同进水量情况下气缸压力与曲轴转角的关系图。根据实际的汽车涉水造成发动机损坏的案例分析,发动机的失效形式都是由于连杆不能承受过高的气缸压力而失稳,导致连杆弯曲或断裂。从而推论,涉水发动机进水后如果进行了二次起动,起动马达所产生的扭矩不足以造成连杆失稳,进而引起发动机缸体或其它零部件的损坏。     

旋转对置活塞发动机运动学特性研究

高功率密度发动机是未来内燃机的发展趋势.旋转对置活塞发动机结构简单,做功频率是传统往复式活塞发动机的两倍,可以显著提高发动机的理论功率密度,是小型无人机、混合动力系统的理想动力源.文中通过建立数学模型,探究了旋转对置活塞发动机的结构参数对活塞运动规律、气缸容积变化规律和压缩比的影响,分析了相邻活塞运动碰撞的边界条件.研究结果表明,活塞线速度对椭圆齿轮节曲线偏心率的变化最为敏感,当线速度大于平均值时,线速度与偏心率成正比,线速度小于平均值时则成反比;偏心率的增大可以减小气缸的余隙容积,且使下止点对应的气缸容积增大,进而调节发动机的压缩比;活塞端面夹角增大可以减小气缸的余隙容积;偏心率和活塞端面夹角在±10%的范围内变化时,压缩比相应的变化范围分别为5.62～12.04和5.01～23.45,当偏心率过大时将导致相邻活塞发生碰撞.     

用可靠性技术确定发动机最佳大修周期

发动机气缸和活塞间隙是确定大修周期的重要依据,气缸磨损量与发动机工作时间或车辆行驶里程之间存在一定规律,本文通过探索规律,来确定发动机的最佳大修周期。     

带有仿生孔的活塞裙部试验研究

受生物界凹坑形非光滑减阻耐磨表面的启发,以XL-2V型发动机为试验对象,根据活塞缸套运动副摩擦特点,以及发动机活塞失效形式,由三水平三因素正交表制订了9种仿生孔形试验方案.在发动机活塞裙部表面加工出优化后的变孔径、变行间距、凹坑和通孔交错的宏观仿生孔.通过发动机台架试验,检测出活塞磨损率和气缸压力变化率两个试验指标,对比验证仿生孔形活塞优于标准活塞的减阻、耐磨特性.得出试验优化设计的主次因素为孔径、孔分布类型和孔类型,最优水平为交错形、凹坑形和孔径甲.     

对向活塞式发动机的发生和发展史

本文综合了作者收集的有关对向活塞式发动机的构造和运动学方面的资料.根据年份和这类机器的构造特点,将资料有系统地进行了整理.同时,还企图考证现代这类发动机上一些技术论点的发展情况.本文根据作者所知道的现有发动机的资料和专利声明书写成,但是有限的篇幅就决定了本文的特点,只能重点地研究发动机的构造、机构学、动力学和气缸扫气诸问题.一.序言.二.对向活寒式发动机的发生.三.单轴式对向活塞发动机的发展.四.双轴式对向活塞发动机的发展.五.复合式发动机和环型发动机六.结束语.     

基于DOE设计的曲轴结构优化

曲轴是发动机中的重要零件,将活塞的往复运动转换为旋转运动.曲轴强度直接影响发动机的可靠性及使用寿命,而结构参数直接影响曲轴强度.在同一边界条件下,研究7个曲轴结构参数单因素变化对曲轴强度的影响;通过部分因子试验确定影响曲轴强度的主效应参数;利用响应面设计研究主效应因素多参数变化对曲轴强度的影响.结果表明:平衡重大端半径、连杆轴颈长度、平衡重厚度、主轴颈圆角4个参数是影响曲轴强度的主效应因子;应用响应面法优化设计曲轴强度,优化后曲轴应力最小值为86.592 MPa,较原模型减少31.3%.     

斯特林发动机气缸内部工质流场特性的数值模拟

运用计算流体力学(CFD)方法对斯特林发动机气缸内部工质的流场进行了数值模拟.应用FLUENT软件,采用标准的κ-ε模型、使用动网格模拟发动机活塞的往复运动.计算结果表明:发动机气缸内部流场极其复杂,膨胀腔和压缩腔内的速度场、压力场以及温度场随活塞运动动态变化,回热器内温度和速度呈线性分布.该方法为气缸结构的优化设计提供了理论依据.     

发动机缸孔变形实验及数据分析

发动机活塞与气缸的配缸间隙是极为重要的技术参数,如果间隙太大,会引起密封不良(漏气、窜油)、动力下降;太小则会使活塞裙部没有膨胀的余地,接触压力超过活塞和气缸之间的油膜所能承受的挤压强度(一般4.9~9.8 MPa),润滑油膜将被破坏,引起粘着磨损(拉缸)故障。从发动机研发阶段直至其生产制造过程中都需稳定控制气缸盖装配前后的缸孔变形量,这对发动机的整机性能的稳定发挥及提升工作具有极其重要的作用。     

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.     

根据发动机的异常响声判断发动机的故障位置

1、缸套与活塞之间间隙过大的响声缸套活塞间的间隙过大时产生像厚铁板砸大铁钻的“哒、哒”声。刚起动和急速时敲击声清晰,热车后后减弱或消失;猛加油门时响声加快,但声响加重不明显;突然停止供油时敲击声减弱或消失。为进一步确诊,可采用以下方法:发动机熄火冷却后,通过喷油器安装孔向气缸内加入少量机油,摇转曲轴,让机油均布到活塞与缸套的间隙中,然后起动发动机,如果开始运转的半分钟内,异响比以前大大减弱,就证实是缸套与活塞间的间除过大。2、活塞环产生的响声如产生“啪、啪”样的钝哑声,可能是环碰击凸肩的声音;如产生“刷、刷”似…     

发动机瞬态转速与气压扭矩波形的研究

描述了一种通过柴油机曲轴瞬态转速的８测量和分析,获得发动机气缸内气压扭矩波动波形的方法．在发动机模型基础上,通过在时间域和频率域对曲轴扭转振动分析,经过傅立叶变换和逆变换,得到各缸的气压扭矩变化波形．气压扭矩波形可用来分析各缸对发动机轴上扭矩的出力大小,进而判断发动机气缸内的工作状态。     

基于函数链神经网络的车用发动机气缸压力数据采集系统

为了提高车用发动机运行过程经济性,利用函数链神经网络对曲轴转角值所对应的气缸压力数据进行了拟合,得到了基于函数链神经网络的车用发动机气缸压力数据采集系统.应用结果表明,该气缸压力数据采集系统能有效地消除采集数据时各种干扰的存在,使得采集到的数据偏离其真实数值的程度较小.这对于改善车用发动机的燃烧状况,提高经济性能具有重要的意义.     

双活塞转子内燃机结构设计与特性分析

为提高发动机的热效率和功重比,同时降低振动和噪声,针对转子内燃机的结构特点,利用"互相追赶式双活塞转子"和"卵形齿轮双路归一传动输出"结构设计方法设计双活塞转子内燃机,并进行了热功转换计算和结构分析。结果表明,与曲轴连杆式内燃机相比,在相同气缸排量和输出转速条件下,双活塞转子内燃机可以明显降低油耗,功重比倍增;同时,双活塞转子内燃机还具有运行噪音低、可靠性强以及动力输出平稳等特点,具有广阔的军用和民用前景。     

基于参数自适应滑模观测器的发动机气缸压力估计

气缸压力是发动机燃烧分析与故障诊断的重要参数,为了提高发动机动力学模型中的气缸压力估计精度,提出参数自适应滑模观测器设计方法.建立了基于参数自适应滑模观测器的发动机动力学模型,通过对发动机摩擦偏移及散热损耗比例系数进行修正,并依据Lyapunov稳定性理论得出观测器收敛的充分条件,在保证全局系统误差尽可能小的基础上,使得气缸压力估计误差趋近于零.仿真结果表明,参数自适应滑模观测器方法较传统滑模观测器方法具有更高的估计精度,而且该方法只需利用曲轴位置传感器得到转速信号,其硬件成本低.     

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。     

磁感应式曲轴位置传感器的结构与检修

曲轴位置传感器是电喷发动机特别是集中控制系统中最重要的传感器,也是点火系统和燃油喷射系统共用的传感器。该传感器检测发动机曲轴转角和活塞上止点信号,并将检测信号及时送至发动机电脑,用以控制点火时刻（点火提前角）和喷油正时,是测量发动机转速的信号源。本文主要介绍日产公司磁感应式曲轴位置传感器的结构原理及其检修方法,并介绍了未来曲轴传感器的发展趋势。     

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.     

自由活塞斯特林发动机相位特性

为了研究自由活塞斯特林发动机的振动位移相位特性,建立了耦合发动机热力学和动力学的计算模型.在模型中对压力波进行了线性化处理,得到了自由活塞斯特林发动机两个活塞振动位移之间相位的计算公式.分析了主要参数对发动机相位角的影响规律,发现:自由活塞斯特林发动机必须在一定的充气压力范围内才满足发动机启动的配气活塞位移领先动力活塞位移的相位关系;负载电阻的变化会使电磁阻尼系数发生改变,进而影响相位关系;动力活塞板簧刚度对相位角影响较小,而配气活塞板簧刚度对相位角影响较大.     

泄漏对微自由活塞发动机工作过程的影响

为了研究泄漏对微发动机工作过程产生的影响,对自由活塞单次冲击压缩着火过程进行了可视化试验,得到不同漏气工况下微发动机的着火特性.在此基础上,建立了耦合自由活塞运动与燃烧过程的多维计算模型,对微HCCI燃烧过程进行了数值模拟.结果表明:混合气泄漏对着火时刻影响不大,但对活塞运动特性影响很大,漏气使得微燃烧室内压力降低,活塞返回速度变小,微发动机动力性能降低;泄漏间隙和泄漏长度是影响混合气泄漏程度的2个主要因素,也影响微压缩燃烧过程,泄漏间隙越大,最大压力与活塞末速度越小,动力性能越差,而泄漏长度增加,最大压力有所提高,有助于动力性能的提高;在微发动研究与设计过程中,应重视气缸/活塞间的密封效果.