基于灵敏度分析的曲轴扭振减振器优化设计

为提高扭振减振器设计的速度和精度,建立了一种基于灵敏度分析的减振器结构参数优化设计模型。通过考察减振器结构参数对振动性能影响的关系,探讨了减振器各个参数的优化设计方法,然后通过扭振模型灵敏度分析以及设计导数的选择,对实际减振器进行了优化设计。将优化结果所得的扭振与经验设计结果进行对比,优化计算结果的共振峰向高频方向移动,共振的振幅大小比经验设计方法的结果更小,说明了上述优化设计方法的快捷和精确。

矩形通道内过冷流动沸腾传热特性试验研究

以高强化发动机缸盖材料蠕铁作为加热块材料,在矩形通道内开展了接近发动机冷却系统的不同流动工况下过冷沸腾传热特性的试验研究。流动工况取发动机常用范围：压力为0.10-0.25MPa,主流温度为60-95℃,流速为0.347-6m/s。研究结果表明：提高冷却液流速可以强化壁面对流换热强度,但是存在沸腾换热的低流速工况同样能够达到高流速工况下换热效果,系统压力和主流温度都会影响冷却液过冷度,进而影响沸腾传热效果。可视化结果表明：气泡直径增大、生长频率升高及气泡之间相互作用都会使气泡对边界层流体扰动增强,从而提高传热效率。在压力为0.2MPa、主流温度为95℃、流速为1m/s工况下,在壁温达到170℃以上时沸腾开始出现,在壁温达到210℃时,沸腾传热效率比单相对流换热提高了40%以上。

高原环境对缸内燃烧及壁面油膜的影响研究

为了分析高原环境下缸内燃烧过程及壁面油膜生成规律,采用CFD方法对不同海拔条件下柴油机燃烧过程进行了三维仿真计算,着重分析了海拔对壁面油膜的影响。结果表明:随海拔升高,过量空气系数降低,滞燃期延长,着火推迟,燃烧恶化,柴油机性能下降;高原条件对壁面油膜生成有较大影响,壁面累计油膜质量随海拔升高而增大,4 500m海拔下壁面油膜累计质量最大可达19mg,约占总油量的8%;壁面油膜在燃油喷射弹着点处形成,随着时间推移,油膜向活塞边缘扩散,在高海拔条件下,燃烧结束时活塞边缘仍有油膜残留。

150柴油机瞬态特性分析研究

以150涡轮增压柴油机为研究对象,针对加速换档过程中冒烟严重现象,对整车试验中柴油机瞬态运行工况进行分析。在保证稳态性能的同时,提出改善技术措施,并通过台架试验验证柴油机瞬态特性得到较好改善。

基于可用能分析方法的增压柴油机排气系统能量状态研究

探索了某涡轮增压柴油机排气能量中可用能的分布情况。使用GT-Power仿真软件建立了发动机的整机仿真模型,通过仿真计算得到排气系统各测点的热力学参数,采用热力学第二定律的分析和量化了发动机排气过程和涡轮膨胀过程中的可用能损失,分析了可用能损失的原因,并提出了这两个过程的耦合参数。

涡轮箱0-0截面对柴油机性能影响的计算研究

针对传统的涡轮箱0-0截面选配方法在发动机性能调试过程中存在的周期长、成本高等问题,利用AVL BOOST发动机性能分析软件建立了不同涡轮箱0-0截面积的某12V150柴油机性能计算模型,分析了涡轮箱0-0截面积对柴油机性能的影响规律,并通过试验进行了验证,为柴油机性能改进奠定了基础。

数字化柴油机结构建模流程设计

在分析柴油机结构设计及数字化协同流程设计需求的基础上,以三维模型为数字化研究对象,提出了以骨架设计为核心,总体发布设计条件和集成系统设计信息过程的柴油机协同设计流程,并以某柴油机设计为应用背景,进行了数字化结构建模流程设计技术的实际验证。

柴油机数字化设计自顶向下建模

论述了应用Pro／ENGINEER软件在Intralink环境下完成柴油机数字化设计的自顶向下建模准则和方法，以曲轴几何建模实例介绍了柴油机通用零部件几何模型的细化过程，体验了“顶层总体控制、逐级细化完善、并行协同设计”数字化建模方法的高效实施。

进气压力对汽油低温压燃的影响

在一台装有电液可变气门的单缸柴油机上,通过改变进气压力,研究了不同喷油正时和内部废气再循环(EGR)率下汽油压燃的燃烧特性和排放特性,并对实现汽油燃料高效清洁稳定低温燃烧(如平均指示压力循环波动系数<5%,NOx排放低于0.4g/(kW·h),烟度低于0.1FSN,CO和HC排放尽可能低)的控制区间进行了探索研究。内部EGR通过排气门两次开启实现,发动机转速和循环喷油量分别固定为1 500r/min和28mg。研究结果表明,基于燃油早喷、较低内部EGR率和适量进气压力(0.12MPa)的协同控制可以使辛烷值为93的汽油在平均指示压力约为0.47MPa的工况下实现高效清洁燃烧。

某柴油机曲轴箱通风系统优化研究

针对某柴油机油气分离器冒油问题,对其曲轴箱通风系统从曲轴箱内油气搅动、废气通道等2个方面进行了分析研究,提出了相应的改进措施,并进行了试验验证。结果表明,优化后的通风系统可有效解决该柴油机油气分离器冒油问题,证明所采取的优化措施合理可行。

基频对发动机振动信号积分影响研究

机械故障诊断中,通过软件积分算法可以实现加速度信号向速度信号、位移信号的转换。为了论证发动机振动的基频对其加速度信号积分所得的位移信号准确度的影响,我们介绍了积分的原理,分析了信号积分中误差产生的原因,使用MATLAB对实际采集的某发动机不同工况下的振动加速度信号进行积分计算,分析了发动机加速度信号中基频的大小对信号积分结果的影响,并采用小波阈值去噪原理对信号进行去噪并重构,使积分结果更准确。

集成中冷器进气管在某4缸柴油机上的应用研究

为提高整机紧凑性,通过计算流体动力学方法设计了集成水-空中冷器进气管,并对比分析了采用集成中冷器进气管方案与原机状态在外特性试验条件下的整机综合性能、进气压力波及瞬态响应特性。试验结果显示,采用集成中冷器进气管方案后,标定工况功率提高了2.1%,燃油消耗率降低了4.3g/(kW·h),涡轮前排气温度降低12℃,高速工况充气效率提高,低速工况充气效率降低,柴油机瞬态响应性能提高。

两段式可变配气技术研究

对于高强化柴油机在标定工况点附近燃烧压力高的问题,可以通过加大进气晚关角实现米勒循环,降低压缩终了时的温度和压力,有效控制燃烧压力,但同时也会造成有效压缩比降低,带来起动困难的问题。采用两段式可变气门技术,可以在启动工况和标定工况下获得理想的工作环境。设计了一种两段式可变气门机构,与传统可变配气技术相比,这种两段式电液可变气门技术通过设计两段式凸轮轴和切换机构,可以控制电磁阀开闭进行气门升程和相位的切换,具有响应迅速、控制精确和工作过程独立的优点。对该机构进行影响规律分析和运动控制的仿真和试验研究,结果表明:油压对切换速度影响较大,油压大于0.12 MPa时可稳定切换,且油压越大,切换响应性越快,而发动机转速对切换几乎没有影响。