气道及燃烧室对米勒循环发动机性能的影响

基于CONVERGE软件对比分析了中、高滚流比进气道及挤气结构对缸内流场及燃烧特性的影响,仿真与试验变化趋势较为一致,结果表明,在2500rpm 1.2MPa工况下,相比高滚流气道,中滚流比气道及挤气方案缸内流场的变强,燃烧特性变好,油耗分别降低0.5%、2.13%;在6000rpm 1.5MPa工况下,中滚流气道流场及燃烧变差,功率降低2.2%,而挤气方案流场降低幅度相对较小,且流场分布相对较好,爆震倾向变好,燃烧相位提前,功率提高4.17%。

离心式压气机变工况模拟及轴向力变化机理分析

在相继增压系统切换过程中增压器轴向力的变化会严重影响其稳定性,以Garrett TBP4增压器的压气机端为研究对象,建立了压气机全流道计算域并划分多面体网格,设计7个工况,利用CFD研究了相继增压系统切换过程中的切换时间、切换转速、切换出口压力变化对压气机轴向力的影响规律,同时结合内部流场分析轴向力变化机理。结果表明:切换时间主要影响轴向力的突增时刻,切换转速幅值主要影响最终轴向力的大小,切换出口压力幅值主要影响轴向力突增与否;叶片轴向力受流场影响最大。

动态气门运行特性及二冲程制动性能耦合研究

基于自主研发的变模式气门驱动装置,进行发动机和该气门驱动装置联合仿真,研究了二者的强耦合运行特性,为该装置的装机应用提供理论依据.研究结果表明:缸内压力和气门运行之间的强耦合关系在上止点附近排气门运行阶段尤为明显,尤其是在2300 r/min以下,发动机转速越高,气门动态升程损失程度越大,最大缸内压力越高;高于该转速后,二者变化程度逐渐减小;排气制动凸轮在上止点后设置过渡升程可消除排气门反跳的问题,并且可进一步改善制动功率和最大缸内压力之间的矛盾关系;与理想四冲程制动相比,二冲程制动的制动功率明显增加,最大缸内压力明显降低,发动机转速分别为1600、1900和2400 r/min时,实际二冲程制动功率分别提高了35.94%、45.61%和27.54%,最大缸内压力分别降低了45.42%、27.20%和7.35%.

废气涡轮增压器压气机流场特性分析

为提高某废气涡轮增压器工作性能,文中对压气机流场特性进行理论与试验研究,通过Fluent软件对不同工况下压气机的性能参数进行仿真,得到流体的压强、流速和温度云图,通过增压器性能试验测试压气机流量、效率及压比,并对压气机进行结构优化。结果表明:仿真结果与试验结果相对误差小于5%,结构优化后的压气机叶轮对流力的利用率提高32.8%,流场压力极值增大5.83%,蜗壳割舌部位压力集中减弱,蜗壳背部最大流速降低2.89%,最高温度提高20.06%,为增压器压气机结构的进一步优化提供依据。

头部支撑面角对连杆螺栓与大头盖接触应力的影响

国标六角法兰面螺栓对螺栓支撑面角度范围提出设计指导,但没有具体指出最佳角度,且其对螺栓预紧力及支撑面应力的影响尚无明确结论。通过建立发动机连杆螺栓的精细拧紧有限元仿真模型,并利用Yamamoto解析法验证了连杆螺栓有限元模型的准确性。研究了螺栓头部支撑面角对拧紧载荷下连杆螺栓预紧力和应力分布的影响,同时通过计算疲劳安全系数对螺栓头部支撑面的结构可靠性进行综合评估。结果表明:螺栓头部支撑面角取0.5°为最佳;提出了带有U型沉割槽的连杆螺栓结构模型,优化后的螺栓结构在螺栓头部与螺杆结合处的平均应力下降16.2%,平均疲劳安全系数提高19.6%。

基于干冰微粒喷射冷却的高速列车IGBT散热器设计

针对高速列车IGBT模块的高效散热问题,设计了一种应用于干冰微粒喷射冷却的针肋散热器。建立了3组不同针肋参数模型,通过数值模拟研究分析了针肋数量、直径、高度对散热效果的影响,得出最优针肋散热器的针肋数量为64、直径为12 mm、高度为45 mm,相比于无肋散热器其换热基板表面温度降低了10.57℃,散热器内部干冰升华率提高了17.2%。通过实验观测到了干冰微粒冷却流体在管内流动状态以及干冰微粒在散热器内部扰动碰撞过程,验证了模拟结果,干冰微粒喷射冷却使热源功率为1.6 kW的IGBT模块保持在约25℃,满足其散热需要,为深入研究干冰微粒喷射冷却技术提供指导。

基于逆向技术的汽车排气头段优化设计研究

文章针对某款汽车排气头段,通过三维扫描仪采集其表面点云数据和空间安装位置点云数据,利用逆向工程技术完成排气头段模型重构。利用UG流体分析现有模型存在的结构问题并提出优化结构设计,进而实现汽车尾气排气效率提高和汽车整体性能提升。该研究所采用的方法和手段也为其它产品优化设计和研究开发提供思路。

多楔带轮旋压工艺参数优化研究

针对多楔带轮旋压过程中成形质量较差和旋轮寿命较低的问题,以东安513型发动机多楔带轮为研究对象,基于Deform平台对冷轧钢板08Al多楔带轮成形过程进行数值仿真,通过筛选旋压工艺参数,确定设计变量,并分析主轴转速、旋轮进给速度和旋轮半径对毛坯等效应力、旋轮成形载荷的影响;基于Design-Expert软件对旋压过程的各设计变量以多目标遗传优化算法进行优化设计,并通过试验验证了有限元仿真的可靠性。经过优化后,成形后的带轮等效应力减少了39 MPa,旋轮所受成形载荷减小了10.64%。

海拔高度对车用柴油发动机性能的影响

基于高原模拟试验台架开展不同海拔高度下柴油发动机的性能排放试验。结果表明:随着海拔高度的增加,进气质量流量减少,空气中氧气含量减少,对高转速和低转速下的最大扭矩输出有较大影响,但在中间转速下其影响较小;随着海拔高度的增加,缸内燃烧效率下降,做功能力下降;随着海拔高度的增加,排气烟度增大,其中在低转速、大负荷下烟度对海拔高度更为敏感;海拔高度为1900m时NO_(x)排放体积分数与平原基本相当,当海拔高度增加到2400m时,NO_(x)排放体积分数显著高于平原下的情况。

发动机预混压燃研究现状

预混压燃作为一种新型的燃烧方式,可以有效的降低内燃机的有害排放物。系统地介绍了喷油策略、废气再循环率和燃料特性这三个方面对预混压燃的影响。合理的控制喷油策略、优化其与燃烧室的匹配,是降低预混压燃排放物的关键,并且可以有效的提高预混压燃的负荷范围。在不同负荷下,优化废气再循环率,是降低氮氧化物与碳烟折中排放的关键。低馏出温度和低十六烷值的燃料更适合于预混压燃。采用新型燃料实现预混压燃将是以后研究的重点。

混合动力车辆发动机启动平顺性控制研究

自混合动力技术应用以来,该领域稳步推进,已实现显著的节能和环保效果。随着环保意识的提高和能源消耗的日益严重,混合动力技术作为一种节能环保的汽车技术受到了广泛关注。混合动力车辆通过结合内燃机和电动机,实现了更高的燃油经济性和更低的排放。然而,在发动机启动过程中,由于多种因素的影响,混合动力车辆出现转速波动和转矩波动等问题,此类问题不仅影响了驾驶体验,还对车辆的部件造成损害。因此,如何提高混合动力车辆发动机启动的平顺性已成为当前研究的热点问题。

大功率发动机轴瓦失效分析及预防措施

轴瓦性能的好坏,对发动机正常运转起着重要作用。大功率发动机三台机组在试车和耐久性试验过程中,发生轴瓦异常磨损和烧瓦故障。通过理化检验和试验检测,分析了轴瓦失效的原因,提出了改进和预防措施。

闪沸喷雾孔几何形状对孔内流动特性影响的数值模拟

研究了汽车直喷汽油机喷嘴的几何形状对于闪沸喷雾孔内流动以及相变过程的影响机理。基于热不平衡假设建立了一维的两相相变流动模型,对于具有不同喷孔流道长度、直径、入口处圆角以及流道锥角的结构,分析了闪沸喷雾孔内流动的特性。将该模型结果与作者团队先前的实验结果进行了精度比对,验证了模型的准确性。结果表明:喷孔流道长度越长,孔径越小,从而孔内相变越剧烈。流道入口处圆角会减少喷孔内部蒸汽的生成。收缩型喷孔压降较小,孔内蒸汽相的生成也相应减少,从而扩张型喷嘴增大蒸汽产生速率。不同的喷孔结构,改变了流道内的压力以及速度分布;压力分布影响了气泡的生长速率,速度分布影响了气泡的生长时间,而两者共同作用影响了孔内的相变特性。

叶片穿孔数对冷却风扇气动性能和噪声性能的影响研究

为了降低车用环形冷却风扇的气动噪声,以某款环形冷却风扇叶片结构作为研究对象,设计了叶片穿孔结构,并且采用数值模拟的方法,研究了叶片穿孔数对车用环形冷却风扇气动性能和噪声性能的影响规律。首先,建立了冷却风扇气动及噪声性能计算模型,采用了大涡模拟与福克斯·威廉姆斯和霍金斯(FW-H)方程对其进行了仿真计算,并对结果进行了试验验证;然后,设计了叶片穿孔定位方式,得到了三种叶片穿孔模型,并对其气动及噪声性能进行了计算;最后,对原风扇模型和叶片穿孔模型的流场与声场进行了分析,获得了不同穿孔数对环形冷却风扇性能的影响规律。研究结果表明:穿孔结构可有效降低环形冷却风扇离散频率噪声和总声压级,其中模型B效果最好,其较原风扇模型的A计权总声压级降低4 dB;风量和静压效率随穿孔数量增加而相应降低;分析环形冷却风扇流场及声场分布情况可知,穿孔结构能够有效减少叶尖低速回流区的产生,并且在一定程度上抑制了叶片尾涡脱落,从而降低了穿孔结构风扇的噪声。该研究结果可为后续车用环形冷却风扇的性能优化设计提供新思路。

主动预燃室燃料控制参数对汽油机稀燃特性的影响

预燃室点火系统可促进稀薄混合气燃烧,从而显著提高热效率。本文基于自行开发的主动预燃室及其燃料供给系统,在压缩比为16的发动机上分别测试了预混气体喷射压力和燃料占比对发动机稀燃边界下燃烧特性的影响。试验结果表明:0.19、0.14和0.09 MPa 3种预混气体喷射压力中,在0.09 MPa的喷射压力下可获得最高的平均指示压力和最短的着火延迟期和燃烧持续期,燃烧最稳定;当预混气体燃料占比从0.54%逐步增加到2.69%时,发动机的平均指示压力先增加后减少,并在占比1.61%处取得最大值,此时的燃烧最为稳定,着火延迟期和燃烧持续期均最短。主动预燃室可实现λ=1.8的稳定燃烧,指示热效率相比普通火花塞点火的32.9%提高到39.4%,相对提升了19.8%。

非均匀散热管对中冷器流动均匀性的影响

为了解决中冷器内部气体流动均匀性差的问题,提出了非均匀散热管中冷器。基于非均匀散热管设计了非均匀散热管中冷器,采用计算流体力学(CFD)方法对非均匀散热管中冷器的内部流动均匀性进行了研究。结果表明:在不改变中冷器气室的情况下,使用非均匀散热管能有效提高中冷器内部流动均匀性;非均匀散热管中冷器与传统中冷器相比,均匀性系数提高2.45%~3.51%,中冷器整体压降增加约7%。

某V型发动机凸轮轴扭振突变原因分析与改进

针对某V型发动机在油泵速比4:3情况下运行过程中传动链条断裂的问题,开展发动机转速波动与扭振测试,发现右侧凸轮轴在发动机全负荷加速进程中存在转速突增和4阶扭振突变现象,怀疑传动链条断裂与右侧凸轮轴扭振突增有关。为解决右侧凸轮轴扭振突增的问题,更改油泵速比为10:9,再次开展测试进行对比分析,结果表明:油泵驱动齿轮与右侧排气凸轮轴转速波动与扭振具有一定相似性,油泵速比改变后,转速波动与扭振均未发生突变现象,右侧排气凸轮轴转速波动率由52.6%降至20.7%,凸轮轴扭振在3.3阶处达到最大值,最大扭振角由1.57度降至0.506度,转速波动与扭振得到明显改善,提供了一种右侧凸轮轴转速波动与扭振突增问题的解决方案。

基于平均热通量进行TMPI发动机传热的仿真与试验研究

本文对一款改进型TMPI发动机缸体缸盖温度场进行了仿真与试验研究。通过自然吸气MPI发动机台架性能试验,为一维热力学计算平均热通量提供校准基础,依据各模块平均热通量进行了有限元分析模型校核,并基于冷却水套CFD和缸内燃烧CFD计算的对流换热系数,为结构温度场进行预测。基于发动机交变工况,对发动机关键位置进行多通道瞬时温度采集,并与发动机温度场仿真值对比,确认其误差约8%,论证了基于平均热通量校核发动机温度场最高温度和温度分布的可行性,同时为改进型增压发动机温度场优化提供了理论依据。

基于交通部燃料消耗量标准的动力总成匹配方法研究

为降低车辆综合油耗,以达到交通运输部相关燃料消耗量限值标准的要求,通过试验总结及公式推导简化,发现加速工况当前车速瞬时油耗与前一车速瞬时油耗比值为接近于1的常数,探明燃料消耗量的主要影响因素,纠正了整车阻力、整车质量及传动效率决定加速工况油耗的错误认知;通过选型匹配动力总成,明确了交通运输部燃料消耗量限值标准,引导整车厂匹配直接挡变速箱和小速比驱动桥的发展趋势。

轻卡用混合动力总成技术发展现状与趋势

在环境污染、能源安全以及产业自主可控等多重压力下,发展新能源汽车势在必行。目前商用车混合动力产品不成熟,且各家技术路线有所不同。文章从构型、技术特点、应用场景等方面对轻卡用混合动力总成技术发展现状进行了剖析,并阐述了未来发展的趋势,以指导主机厂进行动力总成选型以及整车匹配,更好促进我国新能源汽车可持续发展。