混动专用发动机内置曲轴扭转减振器开发与研究

利用AVL-Excite仿真软件建立内置曲轴扭转减振器(TVD)计算模型并进行了试验验证,利用模型对曲轴前端扭转角位移、橡胶变形率、耗散功和橡胶温度进行了仿真计算.橡胶温度和橡胶变形率能显著影响扭转减振器橡胶寿命,在发动机台架上对不同曲轴材料方案和橡胶厚度方案的橡胶温度进行测试;利用专用试验台架进行扭转疲劳试验,建立了曲轴扭转减振器不同温度下的橡胶变形率-疲劳寿命曲线.结果表明:相对曲轴QT850方案,在各转速工况下曲轴38Mn VS6方案的橡胶变形率和温度整体要低;在不同发动机转速工况和曲轴扭转减振器全频率范围内,采用曲轴38Mn VS6方案的扭转减振器橡胶温度整体低于130℃;在转速为6 000 r/min标定功率耐久试验工况下,38Mn VS6方案疲劳寿命为QT850方案的1.62倍,完成耐久试验后橡胶老化程度可接受.

内燃机中的曲柄滑块机构在机械中的应用研究

内燃机中的曲柄滑块机构采用了平面连杆机构,它是组成机械最常用的传动机构之一,在各种机械中有着广泛的应用,本文分析了曲柄滑块机构及其演化机构在内燃机、公交地铁车门、牛头刨床、飞机起落架和惯性筛中的应用,画出了机构运动简图,并对其性能进行了研究,为曲柄滑块机构在机械中的应用提供参考。

活塞阀传动机构动力学建模与参数影响研究

活塞阀在长距离输水、供水排水、电力、灌溉等领域有广泛的应用,其传动机构对调节性能有重要影响。为评估设计参数对动力学性能的影响,文章通过矢量合成法求得曲柄连杆机构中滑块的速度,并结合求导法和达朗伯原理建立了曲柄连杆机构的动力学模型;对各个位置的动力学参数进行了矩阵求解,通过虚拟样机模型对曲柄连杆机构的动力学模型进行了仿真验证;并对曲柄连杆机构进行了参数影响研究,得到了各参数对传动机构性能的影响规律和设计变量的取值规则。结果表明这里建立的理论模型精度较高,对活塞阀传动机构的设计具有指导意义,也为进一步优化研究建立了理论基础。

基于降低摩擦功耗的活塞型线优化设计

混合动力汽车对发动机提出高热效率需求,而降低摩擦功耗为提高发动机热效率的有效措施。活塞连杆系统摩擦损耗占整个发动机摩擦损耗的40%~60%,活塞裙部良好的型线设计,可使活塞与缸套间具有合适的油膜间隙,从而产生最佳的流体动力润滑效果,降低活塞摩擦功耗,提高内燃机的热效率。针对某混合动力用高效发动机活塞进行设计优化,使活塞平均磨损载荷降低56.4%,并通过耐久试验验证。

甲醇裂解气对点燃式发动机性能影响研究

以一台点火式电控发动机为研究对象,采用废气余热制氢装置,研究了甲醇裂解气对点火式发动机性能的影响。研究表明:裂解气的稀燃范围十分宽泛,可实现稀薄燃烧;通过稀燃可使NO_x排放较原汽油机降低90%,CO几乎接近零排放,而HC排放接近汽油。同时,稀燃也使裂解气发动机在保持原汽油机动力性的条件下,获得了较好的燃料经济性,容积替换比最小可以达到了1.48。该方法为实现甲醇高效清洁燃烧提供了切实可行的技术方案。

汽车曲柄零件机械加工工艺方案优化

在新时代下,人们对汽车的质量也有着更高的要求,高质量的汽车不仅能够提升人们日常交通的安全性,还能够为生产运输环节提供安全动力保障。各汽车厂商为了抢占市场份额,持续的进行技术优化与创新,提升汽车质量,以质量效益提升企业核心竞争力。曲柄作为汽车框架中动力承载的重要装置,曲柄在汽车结构中通过链接其他零件进行传递动力,故而,曲柄零件的质量好坏决定着汽车的稳定性与可靠性。

某型号柴油机连杆小头衬套裂纹故障分析与改进

某型号国六高爆压柴油机在耐久试验后拆检过程中发现连杆小头衬套裂纹故障。针对此故障进行连杆衬套设计查核、连杆衬套生产工艺查核、不同生产工艺下零部件状态的仿真校核等分析。最终判定连杆小头衬套裂纹是由外圆面直线度超差和工装装夹导致的压痕引起。本文可对高爆压下的连杆小头衬套开裂故障改进提供参考。

改善DMCC发动机废气排放质量的研究

为找到全面降低柴油机排放的途径,研究了加装氧化催化转化器对柴油／甲醇组合燃烧(DMCC)发动机排放特性的影响,比较了不同工作模式下各污染物的排放量。试验结果表明,DMCC模式下NOx和碳烟排放下降幅度较大,但HC和CO排放增加较多,微粒比排放量也有所增加。经过氧化催化后,HC和CO得到了较大程度的降低,微粒(PM)经氧化后比原机也有所下降。DMCC经采用催化转化器后,废气质量得到改善,实现了同时降低柴油机的NOx和PM的目的。

曲轴箱通风系统油气分离器的性能研究

对1台直列4缸汽油机的曲轴箱通风系统进行了窜气流量和窜气中机油含量的试验研究。应用CFD分析软件Fluent研究了气缸盖罩中迷宫式油气分离器的流动特性,分析最大窜气流量(15 L/min)和最大扭矩(160 N·m)工况点下油气分离过程的速度场、压力场和分离效率。研究结果表明:该油气分离器的多孔过滤板与挡板配合结构在最大窜气流量工况点下能够获得75%以上的分离效果,并且达到50%分离效率时,油滴颗粒的直径小于1.0μm,从而保证对于不同直径范围的油滴颗粒均具有可靠的分离性能。

预制裂纹槽加工方法对连杆裂解加工质量的影响规律

通过大量工艺试验研究了预制裂纹槽加工方式对裂解质量的影响规律,结果表明,激光加工裂纹槽生产效率高,裂解加工后大头孔的圆度误差及裂纹线与断裂面的水平误差最小,而拉削加工的裂纹槽上述两项误差值最大,线切割加工方式居中。同时采用有限元数值模拟正交试验,分析了连杆预制裂纹槽几何参数对裂解载荷的影响规律,结果表明,槽深对裂解载荷影响最显著,曲率半径次之,而张角对裂解载荷的影响不显著,并给出了预制裂纹槽合适的工艺参数范围。

利用曲轴扭振相位诊断内燃机故障缸的新方法

依据内燃机动力学的基本理论,提出了一种利用实测曲轴扭振信号简谐分量的相位特性诊断内燃机故障缸的新方法.该方法不依靠先验知识,能简便而准确地判断出故障缸号.以6135ZG柴油机为对象进行了仿真计算和实验分析.研究表明,利用0.5谐次扭振位移的相位角可以准确判断出内燃机故障缸号.

6160柴油机曲轴三维有限元分析

建立了6160柴油机曲轴三维有限元分析的改进模型,详细介绍了曲轴在弯曲和扭转2种交变应力状态下,其位移边界条件和载荷边界条件的确定以及加载方法,校核了该曲轴提高功率前后的疲劳强度.计算结果表明,该模型能够很好地模拟曲轴的实际工作状况,为进一步分析曲轴提供了新思路.

甲醇不同替代比率对DMCC排放影响的试验研究

对比研究了加装氧化型催化转化器后,甲醇对柴油的不同替代比率条件下柴油/甲醇组合燃烧(DMCC)系统发动机排放的差异。试验结果表明,为使DMCC发动机的NOx、THC和CO的综合排放最优,在低负荷时,替代率不宜超过2200/;中等负荷时,保持3500/的替代比率较为理想;大负荷时,替代率可以增加,但不宜超过5000/。研究发现,起燃温度较低的氧化催化转化器对全面改善DMCC发动机排放起着非常重要的作用。本研究结果为使DMCC燃烧方式实现低排放提供了重要途径。

基于多体动力学和遗传算法的发动机活塞型线优化设计

以一款排量为1.2L的四缸汽油机为研究对象,建立活塞组的多体动力学模型,运用试验设计(DOE)的方法分析活塞型线各参数对活塞组摩擦功及运动特性的影响,进而利用遗传算法对活塞型线进行优化设计,优化后型线使发动机活塞组摩擦功在全转速范围内平均降低14.43%,同时使反映活塞的二阶运动的活塞径向位移平均减少12.12%,绕销摆角平均减小39.13%,提高了活塞的运行平稳度。

约束条件对错拐曲轴有限元分析的影响

本文通过对某90°夹角V6发动机所采用的错拐曲轴进行有限元分析,对照实验结果,讨论了在有限元分析过程中,位移边界条件对分析结果的影响,给出了符合实际状况的约束方法。

双连杆双曲轴内燃机运动仿真分析

提出了一种通过虚拟运动仿真分析的方法对双连杆双曲轴内燃机进行了研究,通过程序语言建立了机构运动的数学模型,在计算机上实现了机构的运动仿真.在考虑实际加工因素的情况下,计算出了连杆和活塞内滑块在不同连接点时滑块偏转的角度.通过计算结果的比较,寻找出了使机构运动最平稳的参数.

柴油机连杆疲劳断裂仿真研究

针对高爆发压力柴油机连杆工作时容易产生疲劳断裂,采用多体动力仿真分析方法获得连杆工作时的动态载荷谱,并在此基础上,应用动态应力恢复方法获得连杆疲劳寿命危险区域,并针对该区域进行断裂仿真分析。分析结果表明连杆在产生疲劳裂纹后继续工作的工作循环次数从百万次降低到万次,因此一旦发现连杆产生裂纹最好及时更换,避免灾难性事故的发生。

销孔结构设计对活塞可靠性影响的研究

不同销孔结构参数对活塞可靠性的影响不同。对汽油机活塞,采用5种方案进行了机械负荷与热机械耦合负荷下的应力对比及液压疲劳试验下的循环寿命对比,其中相对于销孔中心设计的非对称减压弧结构更为明显地降低了应力集中现象;稳定的热负荷降低了机械负荷作用于销座部位的应力。柴油机活塞异形销孔降低销座部位应力的作用与汽油机活塞类似。分析与试验表明:柴油机活塞异形销孔与圆柱形销孔相比,提高了燃烧室喉口的拉伸应力幅值;销孔的优化设计可提高顶部的可靠性。

曲轴强度多体动力学与有限元子模型法仿真

建立以曲轴系为核心的多柔性体动力学仿真系统,曲轴系及气缸体组件模型采用AVL Excite软件进行刚度与质量矩阵装配.在考虑轴承弹性流体动力学特性的条件下得到各轴颈轴心轨迹和油膜压力分布,利用有限元(FEA)子模型方法先求解曲柄臂整体模型的结果并驱动圆角子模型,得到危险工况下圆角精细有限元模型的各处动态应力历程及分布,最终使用高周疲劳应变寿命模型校核了圆角动态疲劳安全系数满足设计要求.对曲轴结构模态和运转条件下扭振响应的计算结果与实验值进行了对比,说明柔性体多体动力学结合有限元子模型方法进行曲轴动态疲劳强度的计算和校核是精度和效率均较高的一种计算方法.

基于ANSYS的连杆的三维有限元分析

用有限元软件ANSYS对某军用发动机连杆进行了三维有限元分析,确定了连杆的最大应力部位和疲劳安全系数,为此发动机连杆的可靠性设计提供了依据。