柴油机水泵轴连轴承可靠性分析及结构改进

利用扫面电镜对水泵轴连轴承芯轴断裂进行了全面的失效分析,并利用CATIA建立了轴连轴承三维几何模型,对其进行了网格划分,在对轴连轴承进行详细受力分析后,用有限元方法分析了芯轴的Von Mises应力以及变形量。基于原水泵存在的故障原因,对轴连轴承结构进行改进,并进行改进前后水泵耐久性台架试验。结果表明,水泵各项性能参数保持不变,且未发生任何故障,试验结束后,水泵拆检结果显示一切正常,有效地解决了轴连轴承的故障问题。

基于DOE虚拟优化柴油机EGR及多次喷射策略

以某轻型车用高压共轨柴油机为研究对象,将DOE(Design of Experiment)试验设计方法与CFD(Computational Fluid Dynamics)数值模拟相结合,进行柴油机EGR(Exhaust Gas Recirculation)及多次喷射策略参数的虚拟优化。建立了完整的缸内燃烧过程的仿真模型,并用试验测得的缸内压力数据对模型进行验证,验证表明该模型可以较为准确地反映柴油机的工作情况。利用该仿真模型对EGR率及多次喷射策略参数进行虚拟优化,结果表明,EGR的引入可以大幅度降低缸内最高温度与NOx排放量。预喷燃油的燃烧对燃烧室起到预热作用,提高了主喷时的缸内温度和压力,缩短了滞燃期,同时稀释了缸内的氧气浓度,抑制了NOx的生成。后喷可以再次提高燃烧末期时燃烧室的温度,能有效对缸内Soot进行氧化。EGR与多次喷射相结合可以显著降低NOx和Soot的排放,并改善其trade-off关系,且当预喷油量为5%,主预喷时间间隔为20℃A,后喷油量为10%,主后喷时间间隔为20℃A时,发动机的综合性能较佳。