基于格子Boltzmann方法的活塞环润滑和油膜流动研究

使用不可压缩格子玻尔兹曼方法(lattice Boltzmann method,LBM)对活塞环进行润滑和流动计算,采用基于非平衡外推和空间插值的方法来重构活塞环几何形状和界面速度边界,通过Reynolds方程验证了LBM的可行性。在此基础上,建立了3种不同的活塞环桶面轮廓,研究了不同活塞环桶面轮廓对润滑和流动的影响,获得了润滑区域的速度分布和流线图。结果表明,在相同条件下,随着桶面偏移量的增加,峰值压力和承载力增加;在几何收敛区域内,润滑油沿流动方向流速快的流体占比逐渐增加;在活塞环入口位置捕捉到了涡流和反向速度分量的存在,随着桶面偏移的增大,涡流区有扩大的趋势。应用LBM计算活塞环润滑是可行的。

基于K均值聚类的天津市环卫车行驶工况研究

为真实反映天津市环卫车行驶状况,以天津市各行政区环卫车实际运行所采集路况数据为样本,提取出3036个运动片段构建天津市环卫车的典型工况。通过对特征参数矩阵进行标准化处理与主成分分析后,以K-means聚类方法将运动片段划分为3类。使用邻域搜索法合成类内工况,以最小误差原则选取最具代表性的类内工况构成时长1745 s的天津市环卫车典型工况。将合成工况特征参数与总样本进行对比,平均误差率为4.6%,验证了合成工况的有效性。结果表明,相较于C-WTVC国家标准工况等典型工况,天津市环卫车典型工况更能反映环卫车的实际运行情况。

天然气发动机气缸盖流固耦合传热研究

利用CFD计算软件对天然气发动机气缸盖及其冷却水套进行了三维流固耦合流动与传热数值模拟,得到了缸盖温度场和水套流场的信息并进行了分析评价;将计算结果与试验结果进行对比验证了模拟的准确性。根据计算发现的问题,提出了改变上水孔面积的改进措施,通过加大第5缸附近的水流量,减小第1、2缸附近的水流量,改善了冷却效果。

汽油机非稳定加速工况燃烧放热率计算模型的修正

要对发动机非稳定工况实施最优控制 ,就应对其在非稳定工况下的工作过程做深入的研究。求取燃烧放热率是进行燃烧过程优化研究的基本手段 ,但在迄今为止的各种燃烧分析仪中 ,给出的多为稳定工况分析结果。作者依据 492 Q汽油机加速过程的试验结果 ,修正了汽油机燃烧放热率计算的热力学模型 ,使之适用于非稳定工况。最后 ,通过实测示功图分析了 492

汽车车外加速噪声的模拟研究

在研究汽车加速噪声的过程中，建立了车外加速噪声的预测模型．据此对解放ＣＡ１４１汽车的车外加速噪声进行理论分析与试验验证。

声屏障几何形状对高速列车气动噪声影响的数值模拟及降噪研究

基于Lighthill声类比理论分别求解高速列车气动噪声的产生和传播过程,首先由RNG k-ε湍流模型求得流场的稳态计算结果,之后采用大涡模拟和FW-H方程对比直立与半圆形声屏障降噪性能的差异,通过建立包含3节车编组的CRH380A型高速列车和2种声屏障在内的仿真模型,研究声屏障几何形状的改变对声学性能及降噪能力产生的影响。结果表明:圆心角为180°的半圆形声屏障在测点处的平均插入损失较大,同时对气动噪声的降噪需求有着良好的匹配,综合声学性能较传统的直立声屏障更优;缩小圆心角会导致半圆形声屏障的降噪能力相应降低,其插入损失在圆心角由180°减至120°的过程中呈现明显的下降趋势,之后的降幅相对较小,圆心角为30°的半圆形声屏障降噪效果已与等高的直立声屏障类似。

燃气汽车闭环控制系统的开发及整车匹配研究

随着我国经济的高速发展和汽车保有量的迅速增加,城市机动车有害排放物已成为我国城市大气环境的主要污染源,如据北京市的统计:机动车排放物在大气污染中的分担率为 CO占 76.8%、NOX 占 40.2%。文章介绍了为满足现有电控汽油车改装为清洁燃料汽车的需要而开发的一种燃气汽车空燃比闭环控制系统。利用该系统将某电控汽油喷射式轿车改装成CNG/汽油两用燃料轿车,并针对两种燃气供给装置进行了大量的优化匹配,使该车燃用CNG时的排放指标达到欧洲2号法规的要求且整车动力性、经济性均满足了企业标准,达到了较高水平。同时,改装车辆在燃用汽油时仍保持了原车技术指标水平。

柴油机主要零部件振动特性及辐射噪声分析

本文以 95型柴油机为例 ,用有限元法计算了其传递特性和振动响应 ;并通过试验记录了各主要外部构件的振动特性 ,得到了 10 0 0 0Hz以内的频谱图 ;同时 ,还用声强法测量了标定工况下的辐射噪声。计算和试验结果显示油底壳、缸体、正时齿轮盖是该机最主要的辐射噪声源。

催化器对汽油机苯排放的影响

无铅汽油的广泛使用,使得汽油机苯及苯系物等有害物质的排放量有所增加。为了解三元催化器对汽油燃烧过程中苯及苯系物生成的影响,在HL495IQ电喷汽油机上进行了一系列试验。通过活性炭采样管收集尾气中的排放物,经气相色谱仪分析得到苯及苯系物的排放量,并对其生成规律进行了分析。

汽油机高压缩比快速稀燃系统及其爆震控制

本文介绍了一种汽油机用高压缩比快速稀燃系统及其爆震控制点火系统。通过试验研究，对该系统的稀燃特性、爆震特性以及经济、动力性能等进行了分析。

M15甲醇柴油发动机喷雾及燃烧过程的数值模拟

分别建立了纯柴油及甲醇-柴油混合燃料喷雾燃烧过程的多维数值模型,并用试验结果对计算模型进行了验证。模拟计算结果表明:在不改动柴油机结构的情况下,掺烧15%的甲醇后,滞燃期变长;喷雾贯穿距离缩短,破碎能力增强,油滴索特平均直径也有所降低,这表明掺烧甲醇后具有较好的喷雾均匀性;燃油浓度场均匀性改善,与空气混合效果更好;soot排放有明显改善;另外,进气涡流比对M15甲醇柴油发动机缸内湍动能的分布有较大的影响。

甲醇-柴油混合燃料发动机喷雾及燃烧过程的数值模拟

分别建立了纯柴油发动机及甲醇-柴油混合燃料发动机喷雾燃烧过程的多维数值模型,并用试验结果对计算值进行了可行性验证。模拟计算结果表明,在不改动柴油机结构的情况下,掺烧15%的甲醇后,滞燃期变长;喷雾贯穿距离缩短,破碎能力增强,油滴索特平均直径也有所降低,这表明掺烧甲醇后具有较好的喷雾均匀性;燃油浓度场均匀性得到改善,与空气混合效果更好;Soot与NO排放均有明显降低。

基于三维CFD技术的发动机冷却水套流动分析

利用计算流体力学软件对发动机冷却水套流动进行了三维数值模拟研究。研究结果表明:平均流速大于0.5 m/s时,气缸体水套内表面的上部平均流速和换热系数均比下部高;缸盖火力面冷却效果较好,换热系数高于10 kW/(m2.K),流速大于1.0 m/s,但冷却效果欠均匀;总压力降为38.2 kPa;上水孔的布置和尺寸使缸盖下层的各火力面有较好的冷却效果。

柴油机Urea-SCR喷射系统结构参数对NO_x转化率的影响

利用计算流体动力学(CFD)方法,对尿素-选择性催化还原技术(Urea-SCR)尿素水溶液在排气管路中蒸发雾化过程和NH3的浓度进行了数值模拟,分析了不同喷射位置、不同喷射角度和不同喷射距离对尿素水溶液蒸发热解成NH3及NOx转换率的影响。结果表明:在B位置喷嘴喷射位置、30.0°和37.5°喷射角度,6倍、8倍及10倍管径距离喷射由于壁面有较少的结晶现象,入口截面NH3浓度高,因此获得较高的NOx转化率。

基于热弹流混合润滑的内燃机滑动轴承零磨损

将零磨损的试验判据与多体动力学模型、热弹流润滑模型和微凸体接触模型相结合,建立了内燃机滑动轴承零磨损评价模型,并通过定义零磨损安全系数来预测轴承的零磨损可靠性同时将零磨损模型应用于某6缸柴油机主轴承设计.结果表明,采用所提出的方法能够预测轴瓦表面的零磨损安全系数的分布情况,为轴承零磨损设计提供理论依据.

增压中冷柴油机EGR数值模拟与试验研究

建立了带废气再循环(EGR)系统的增压中冷柴油机工作过程热力学计算模型,并进行数值模拟,模拟计算与试验结果表明两者基本吻合,误差在合理范围内。在此基础上,研究EGR在不同工况下对柴油机动力性、经济性和排放性的影响,并根据柴油机的综合性能对各工况下最佳EGR率进行优化,得出理想的EGR控制MAP图。最后按照模拟计算结果搭建试验平台,并进行试验研究。研究结果表明:13工况排放测试循环工况的NOx和碳烟排放分别为3.0g/(kW.h)和0.45g/(kW.h),满足欧Ⅳ排放法规的要求。

电喷汽油机过渡工况废气排放特性研究

电喷汽油机在过渡工况中,进气流量和进气管内油膜特性会发生变化,从而使气缸内混合气空燃比偏离控制值.通过对过渡工况下节气门位置、转速、进气流量、排气中氧传感器输出电压和废气HC与CO浓度的实时测量,发现了汽油机过渡工况中混合气浓度变化的规律及特征,并分析了目前空燃比闭环控制存在的问题,为汽油机过渡工况空燃比精确控制奠定了基础.

考虑沸腾和缸内局部传热的缸盖流固耦合传热分析

以某商用车直列6缸柴油机作为研究对象,基于缸内传热模型获得内燃机缸盖和缸套的燃气侧局部传热边界条件;基于均相流沸腾传热模型获得水侧传热边界;实现水侧、燃气侧边界与结构温度场计算的耦合,并判断水腔内沸腾传热的状态。结果表明:缸盖温度计算值与实测值吻合,缸盖最高温度位于缸盖底面两个排气门之间;排气门之间的燃气传热系数和燃气温度均处于较高值,缸内局部传热显著;在缸盖底面中心和排气门附近水腔内的冷却水处于部分发展泡核沸腾状态。

车头长度对高速列车气动特性与声场特性影响的数值分析及降噪研究

在高速列车车身长度保持一定的情况下,不同长度的车头会对列车整体的气动特性(阻力、升力)、列车表面噪声源分布变化、远声场特性(A计权声压级、脉动声压、声场频率等)造成不同的变化。进行三维建模之后,宽频噪声模型采用RNG k-epsilon模型做定常计算,FW-H声学模型采用大涡模拟(LES)模型进行瞬态计算,对时速为350km·h-1,5~13m不同长度车头的高速列车简化模型进行数值模拟,分析气动特性和声场特性。结果表明:高速列车的整车阻力随车头长度增加先呈现减小趋势,当车头长度达到13m时整车阻力开始增大;高速列车远场声压级随车头长度的增加呈现增加态势。综合阻力与远场声压级随车头长度的非线性变化规律,在高速铁路简化模型下最佳车头长度为9m,可保证在减小行车阻力同时控制噪声对环境的污染。研究结论可为高速列车的减阻降噪提供参考。

底盘测功机阻力设定对汽车排放的影响分析

结合理论分析与试验验证,分析了底盘测功机在标准推荐阻力和实际滑行阻力两种设定方法下对整车油耗、排放等试验结果的影响。试验结果表明,Ⅰ型试验时,利用标准推荐阻力对底盘测功机进行设定时测得的CO2值比利用实际滑行阻力设定时测得的大;Ⅲ型试验时两种设定方法对测试结果没有影响;Ⅵ型试验时,利用实际滑行阻力设定时测得的HC、CO和CO2值比推荐阻力设定下测得的小。