柴油机活塞环组动力学特性分析及多目标优化设计

以一款非道路柴油机为研究对象,结合实测活塞温度场建立了活塞环组动力学仿真模型,并通过漏气量和机油耗试验研究验证了模型的准确性。通过正交试验设计进行析因分析,选定顶环开口间隙、二环侧隙、顶环和二环切向弹力作为决策变量,引入支持向量机的帕累托多目标优化算法,以降低柴油机漏气量和机油耗为优化目标,通过K-means聚类算法得到3种优化方案。与原机相比,方案A的漏气量降低了3.69 L/min,降幅达23.50%,而机油耗只减少了0.27 g/h;方案B的漏气量和机油耗分别降低了2.55 L/min和0.49 g/h;方案C的漏气量只减小了1.39 L/min,但机油耗降低了0.44 g/h,降幅达12.05%。研究结果表明适当减小顶环开口间隙和二环侧隙和合理的切向弹力可以有效减小漏气量和机油耗,优化结果可为高效清洁的柴油机活塞环组设计提供理论依据。

基于AVL-P&R的某活塞环组仿真计算及优化过程研究

运用AVL Excite P&R软件建立了发动机活塞环组/缸套仿真模型,通过改变环的主要结构尺寸参数和工作表面型线类型,对活塞环的磨损、窜气和机油耗等性能进行了对比分析。得到了影响活塞环工作性能的主要因素及影响规律,并提出了活塞环的优化方案。

缸套—活塞环材料在往复滑动中摩擦系数的试验研究

为了研究机车柴油机缸套活塞环材料的摩擦学性能,我们设计并制造了一台往复式摩擦磨损试验机。该试验机可在一定范围内实行载荷、速度、润滑量的单因素控制,并可同时定性和定量的显示运动中的摩擦力大小。我们利用该试验机对美国GE公司采用的软氮化铸铁缸套—表面镀铬铸铁活塞环材料进行了摩擦学性能的试验研究,得出了该配对副在往复滑动中摩擦系数随载荷和速度变化的关系曲线。

活塞环组内压力变化数值模拟

基于小孔缝隙流动方程和质量守恒方程,针对活塞、活塞环、缸套间形成的燃气泄露通道,对各腔体内的气体压力变化运用Matlab语言进行了模拟计算,并对活塞环组各腔体的压力进行了定量分析,为活塞环的动力学分析及优化设计提供了有效的依据。

活塞环组密封特性的预测方法与分析

讨论了往复机械活塞—缸套摩擦副活塞环组的密封过程，在分析和实验研究的基础上给出了合理的计算方法．实例的计算结果与实测结果相当吻合。

铝基复合材料粘结质量超声C扫描检测技术

采用超声C扫描水浸聚焦技术检测Al2O3纤维增强铝基复合材料活塞镶环粘结质量。设计制作Al2O3纤维增强铝基复合材料活塞模拟对比试样,利用模拟对比试样研究镶环粘结质量超声C扫描检测工艺。结果表明,超声C扫描水浸聚焦技术可实现对Al2O3纤维增强铝基复合材料活塞镶环粘结质量缺陷的定性、定位、定量检测。

全自动活塞环内外圆倒角机的设计

为了提高活塞环内外圆倒角的加工质量,在分析现有加工工艺的基础上,设计了一种全自动活塞环内外圆倒角机。该机具有工件的自动上下料和定位夹紧装置,其多工位集中的特点,大大地提高了活塞环倒角加工的效率和精度,降低了工人的劳动强度。