《内燃机》杂志约稿函

《内燃机》(国际标准刊号ISSN1000-6494,国内统一刊号CN50-1100/TK)杂志是由原国家科委批准,1985年创刊,由中国内燃机学会主办,机械工业第三设计研究院(现中机中联工程有限公司)承办,国内外公开发行,是刊载内燃机及其零配件设计、生产、使用、维修等相关科技创新成果的综合性科技期刊。我刊特向广大内燃机科技领域专家、学者、技术人员及相关科技工作者征集稿件。

《内燃机》杂志约稿函

《内燃机》(国际标准刊号ISSN1000-6494,国内统一刊号CN50-1100/TK)杂志是由原国家科委批准,1985年创刊,由中国内燃机学会主办,机械工业第三设计研究院(现中机中联工程有限公司)承办,国内外公开发行,是刊载内燃机及其零配件设计。

基于局域网监控的风冷散热器集中控制系统应用

为了满足内燃机模块化、集成化、自动化的发展需求,将内燃机的冷却水温度控制在更优的工作范围内,同时提升产品使用舒适度,对风冷散热器进行了控制系统的模式分析,并设计了基于局域网监控的风冷散热器集中控制系统。最后,通过试验验证了集中控制系统的应用效果。试验结果表明:集中控制系统通过模块化、集中化的控制设计,能够根据内燃机的温度控制要求,精准高效地控制风冷散热器的切入和切出,实现自动启停。集中控制系统可以通过以太网通讯实现局域网监控,通讯数据实时性高,能够将温度控制在目标温度的±2℃以内。

涡轮增压柴油机高原性能提升试验研究

为解决柴油机高海拔地区扭矩下降问题,在高原进排气模拟试验台架上,开展0~4500m不同海拔高度下某型柴油机的性能试验,对比分析了不同海拔下柴油机的动力性、经济性等指标。研究表明:随着海拔的增加,柴油机扭矩逐渐下降;在同一海拔下,随着转速的下降,扭矩也随之下降,并且在高海拔时该现象更为明显。研究发现,通过采用二级可调增压技术、提高过量空气系数、优化燃油系统结构及参数等手段,柴油机在高原环境下的动力性、经济性得到了明显改善,从而为后续提升柴油机高原性能开发工作提供了可行的技术方向。

编辑部声明

本刊已许可中国学术期刊(光盘版)电子杂志社在中国知网及其系列数据库产品中以数字化方式复制汇编、发行、信息网络传播本刊全文;并全文编入《万方数据数学化期刊群》、《中国核心期刊(遴选)数据库》、《中文科技期刊数据库》。

含双重三要素型吸振器的碰摩转子的振动特性分析

对碰摩故障下安装有抑制共振的最优双重三要素型转子吸振器的转子的振动特性进行了研究。利用转子动力学方法建立了吸振器-转子的动力学方程,通过Newmark-Newton方法对方程进行了求解,借助分岔图分析了吸振器参数、碰摩参数对转子振动特性的影响。结果显示:刚度较小的单体吸振器1的ka1为最优值的1.66~2倍时,吸振器-转子呈现周期二运动,其他参数变动时转子基本处于周期N运动或混沌运动;刚度较大的单体吸振器2的ka2为最优值的1.36~2倍时,吸振器-转子呈周期二运动,其他参数变动时转子基本处于周期N或混动运动。碰摩刚度的变化,会使吸振器-转子的运动由周期四运动转为周期N运动或混沌运动;碰摩摩擦系数除在初始值的0.8~1.18倍、1.48~1.6倍范围内使吸振器-转子呈周期四运动外,其他变动数值时系统呈周期二运动。

双重转子吸振器的参数优化

为解决因质量不平衡造成的燃气轮机转子过共振时振动过大的问题,提升系统故障容许度,对双重双接地式转子吸振器进行研究。利用有限元法建立了双重吸振器-转子系统的动力学模型,建立以吸振器参数为自变量的参数优化数学模型,并利用差分进化法进行最优参数求解。吸振器的最优频率比随质量比增加并逐渐趋近于1.2。与等质量比的单体吸振器相比,双重吸振器的放大率低约0.12,安装吸振器后转子的故障容许度提高了约0.12。当双重吸振器的两个单体吸振器质量不同时,放大率也随之变化。当单体质量比为0.055:0.045时,放大率为0.392,而质量比为0.09:0.01时,放大率为0.31。此外,质量较大的单体吸振器安装位置越靠近目标放大率越低,转子故障容许度越高。因此,双重双接地式转子吸振器比同质量的单体吸振器的抑振效果更佳,含吸振器的转子的故障容许度更高;高质量差配置的双重吸振器具有更佳的抑振效果;双重吸振器的合理利用能为转子安全运行提供一定保障。

汽油发动机开发中活塞温度场仿真与试验分析

在本次研究中,利用有限元方法对某定型活塞不同测点的温度进行了分析,并结合硬度塞法测量了活塞表面及销孔内侧的温度。结果显示,活塞表面温度场总体分布正常,且从活塞顶部向下呈现递减的趋势。在发动机试验全过程中,各项性能参数保持一致,未出现较大波动,说明试验能较好地反映实际工况,结果真实准确。利用有限元方法计算活塞各点温度具有高准确度,而硬度塞法进行活塞温度测量是安全、方便、可靠的,能有效反映活塞在发动机工况点工作时的温度。本文工作可为发动机开发过程中的燃烧数据定型和活塞设计定型提供依据,也为今后的活塞开发设计工作积累了经验。

双接地型转子吸振器的参数优化

利用智能优化算法对双接地型转子吸振器的参数进行了优化设计,探讨了质量比、附加位置对抑振性能的影响规律。首先,根据双接地型转子吸振器的结构构建了吸振器的力学模型。接着,利用有限元法建立了吸振器-转子系统的动力学方程。在此基础上,推导了转子的响应公式,并基于该公式建立了吸振器的参数优化数学模型。最后,利用改进的变异粒子群算法对吸振器的参数进行了优化,分析了质量比及附加位置对最优参数及最优振幅的影响规律。结果表明:在相同附加位置时,随着质量比的增加,吸振器的最优刚度kaopt和kgopt、最优阻尼cgopt及抑振率均呈递增规律,同时转子的最优振幅逐渐减小。当质量比为0.1时,吸振器的附加位置越靠近轴承,最优刚度kaopt和最优阻尼cgopt越小,抑振率越低,最优刚度kgopt受附加位置影响很小,趋于定值。

船用柴油机相继增压系统进气均匀性提升仿真设计

为了确保V型相继增压柴油机在改变工作增压器数量时,两侧中冷器的进气能够保持均匀性,对某船用相继增压柴油机进气系统进行了多轮设计与计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)仿真优化。在此过程中,重点评估了柴油机在单增压模式和三增压模式下,两侧气流分布的均匀性、中冷器进气截面气流流速的均匀性以及压降情况。经过结构优化后,两侧进气流量的最大偏差仅为0.23%,两侧中冷器进气截面流速均匀性指标的最小值达到了0.883,集气腔和中冷器端盖的最大压降为18.2kPa,这些指标处于较优水平。随后,进行了试验验证,其结果表明,在不同增压模式下,两侧中冷器进气的均匀性趋势与仿真结果较为吻合,满足实际使用需求。

双重三要素型转子吸振器抑振性能的稳定性分析

利用转子动力学方法对双重三要素型吸振器-转子系统进行动力学建模,并基于局部灵敏度分析法建立了灵敏度评价模型,分析了最优抑振性能对吸振器参数、不平衡力、安装位置的灵敏度,探讨了吸振器抑振性能的稳定性。结果显示:当参数偏离系数为-0.35时,最优抑振性能对两个单体吸振器质量的灵敏度分别为0.54和0.36,而对串联刚度的灵敏度仅为0.03和0.12。整体上看,固有频率较大的单体吸振器的参数灵敏度系数相对较小。不平衡力增大时,系数均为正值。存在安装位置误差的情况下,吸振器使用时的安装位置若靠近优化时的安装位置,其灵敏度系数降低至0.05;而远离时,灵敏度系数提高至1.58。因此,在吸振器的参数中,质量对最优抑振性能的稳定性影响最大,而串联刚度的影响最小。固有频率较小的单体吸振器的参数对稳定性影响较大。使用安装位置距离优化时的安装位置越接近,其稳定性越高。

扭矩速率限制电控技术在商用车上的开发与应用研究

针对某款商用牵引车在猛踩与猛松油门时出现的整车抖动问题,从理论分析和实际测试两个方面进行了电控特性解决方案的研究。首先,基于理论分析的结果阐述了抖动产生的机理,找出了与整车抖动强相关的因子,并提出了针对性的解决方案和调试原则。接着,利用AVL Drive设备进行了试验测试,对比了不同工况下的改善效果。研究结果表明:采用扭矩速率限制电控技术可以有效改善驾驶员在猛踩与猛松油门时整车的扭转振动与冲击度。该技术在整车冲击度不高于16m/s^(3)时,可以提供更好的驾驶体验。

某车用柴油机隔振器开裂故障排查

针对某车用柴油机隔振器开裂故障,从设计选型、装配、使用环境等方面对该隔振器进行了逐项排查分析,确定了故障原因。经过排查,隔振器表层开裂的主要原因为:隔振器受到油污侵蚀后,发生了橡胶溶胀,从而使隔振器的力学性能下降。同时,由于未及时修正隔振器的安装尺寸,个别隔振器承受了较大的交变应力,进一步恶化了隔振器的工作环境。在长时间的交变和倾摇等外力的综合作用下,最终导致了隔振器表层开裂故障的发生。针对上述故障原因,提出了维保人员在维护和检修时采取有效的防护措施,以及操作人员定期检查隔振器的表面清洁度和安装状态的改进措施。

某型天然气发动机机油耗问题改进与评价方法研究

针对某型天然气发动机短里程机油耗高问题进行排查和分析,发现主要原因在于活塞环与缸套的初期磨合不佳,并且耐负压窜油能力较弱,导致缸内机油上窜并参与燃烧。通过优化活塞环与活塞环槽的配合,提高环槽加工精度,增加环槽回油通道,同时调整活塞环外圆面镀层,问题得到了有效的解决。此外,针对国六天然气发动机在部分负荷和怠速工况下进气道负压较大的问题,提出了一种机油耗评价方法,该方法可以准确评估各种实际工况下的机油耗水平。

车用重型柴油机排放测试循环设定与拓展研究

由于部分车辆如城市环卫车、自卸车和城市物流车等在低速低负荷下的运行工况占比较大。但国六重型柴油机在进行型式排放认证时的排放测试循环(WHTC)的较低负荷(20%以下)的占比仅为58.1%,缺乏高低负荷突变等典型特征的覆盖,这会导致该类认证无法有效评估发动机低负荷运行时的NO_(x)排放特性。因此,研究重型柴油机车辆在低速低负荷下的NO_(x)排放水平对未来的国家标准制定具有一定参考意义。本文对国六重型柴油机的台架非标准排放测试(WNTE)的循环控制区域进行了重新设定,重点研究柴油机低负荷下的NO_(x)排放。研究将WNTE循环控制区域的转速范围设定在发动机怠速到n30之间,负荷范围设定在0~20%范围内。并选用额定功率为130kW、280kW和413kW的三台柴油机,进行多组相应设定的WNTE试验。试验结果显示,三台发动机的NO_(x)排放均有超出GB 17691—2018要求限值的情况,超出的范围为17.3%~627%。

某湿式7DCT汽车低温P档抖动问题分析与优化

本文分析了在低温环境下汽车挂P档出现抖动的问题。通过研究变速器油流量大小与抖动的关系,发现了变速器油流量大时整车抖动也大的规律,而当油泵无流量时,则整车不会发生抖动。为了解决这一问题,提出了两个优化方向:降低油泵流量和关闭油泵。实验验证发现油泵开10s关10s的控制方案能够很好地解决低温环境下挂P档整车出现的抖动问题。这一方案也为解决其它7速双离合变速器(7DCT)车辆的同类问题提供了借鉴。

封装结构对催化剂起燃性能的影响

对现有柴油机氧化型催化转化器(Diesel Oxidation Catalyst,DOC)进气导流结构进行优化,通过测试两种结构DOC老化前后的HC起燃性能,对起燃、老化过程及影响因素进行研究。结果表明:增加前整流板可以有效提高载体的内部温度以及流场的均匀性,最高流速从11.3m/s降低到10.6m/s,速度均匀性系数从0.947提升到0.961。柴油机颗粒捕捉器(Diesel Particulate Filter,DPF)再生时,DOC内部存在完全起燃、不完全起燃、无法起燃三种状态,随着HC喷射量的变化,三种状态互相转变,通过优化HC最大油量限制,能够防止HC泄露过大或者区域温度过高。封装结构导致的局部空速过大、催化剂老化后性能不足是催化剂老化后不起燃的主要原因,设计开发时结合流场仿真结果优化流场分布或选择合适的DPF传感器位置,可以改善再生效率,提高DOC的耐久性。

大功率发动机曲轴疲劳断裂失效分析

通过对发动机曲轴的化学成分、显微组织及裂纹宏微观形貌进行分析,同时结合硬度测量和力学性能测试等手段,全面梳理了曲轴裂纹的失效原因。结果表明,曲轴断裂疲劳源位于连杆颈油孔内壁,距离连杆颈表面大约7mm处。在此处,由于连杆颈油孔内壁的局部区域加工质量较差,导致了疲劳源的萌生,加剧了轴颈内部裂缝的形成,最终在持续的疲劳扩展过程中诱发了裂纹失效。

基于PEMS测试的重型柴油非城市车辆冷启动NO_(x)排放特征研究

为分析重型柴油非城市车辆在实际道路冷启动氮氧化物(NO_(x))的排放特征,选取20辆符合国六标准的重型柴油车进行实际道路车载尾气检测(Portable Emission Measurement System,PEMS)排放测试。以冷却液温度达到70℃为界限,区分发动机的冷态和热态,进而对冷启动阶段的排放特征进行分析。试验结果表明:冷启动阶段通常发生在600 s以内,时长占比基本小于8%,然而在这一阶段,NO_(x)的比排放达到了1593.6 mg/(kW·h)以上,明显高于国六标准的限值690mg/(kW·h)。为更真实地反映车辆在实际道路上的排放水平,建议在下一阶段的排放标准中,引入包含冷启动阶段的排放评估方法,以完善整车PEMS排放评价体系。

某双联机油滤清器构件断裂故障成因排查

针对某柴油机用双联机油滤清器壳体及盖板多次开裂、固定盖板用双头螺柱多次断裂等一系列故障,从结构设计、原材料性能、安装尺寸及安装形式等方面进行了全面排查。经过分析,确定了故障原因在于原有机油滤清器的可拆卸性设计存在不合理之处。在拆卸过程中,由于撬角受力不均匀,导致了螺柱的断裂,同时也造成了机油滤清器盖安装孔破裂以及机油滤清器壳体安装螺柱处开裂等一系列问题。为了解决这些故障,改进了盖板结构设计并提高了双头螺柱等级,从而优化了双联机油滤清器的可拆卸性,以确保柴油机可靠运行。