对置活塞对置气缸发动机性能模拟研究

为研究对置活塞对置气缸(OPOC)发动机的性能,利用GT-power软件建立其独特的计算模型,并利用该模型对其主要设计参数,如进排气管直径、进气压力、喷油正时和喷嘴喷孔的数目与直径等进行优化。结果表明,该模型适用于OPOC发动机的性能模拟,发动机3个阶段的性能指标可达到预期目标。

压燃式二冲程对置活塞转盘发动机一维性能仿真

二冲程对置活塞转盘(2S-OPCP)发动机是一种新型发动机.该发动机使用凸轮转盘机构替代了传统发动机中的曲柄连杆机构,这种特殊的结构使转盘发动机具有功率密度高、体积小和结构简单等优点.发动机两侧的凸轮转盘存在相对转角,通过改变凸轮相对转角θ可以改变发动机的有效压缩比及换气正时,从而影响发动机的性能.根据转盘发动机的结构特点及工作过程搭建了一维热力学仿真模型,并使用试验数据对模型的缸内压力曲线进行了标定.随着θ改变,发动机的扫气过程及性能表现都会发生变化.当θ在0°~10°内变化时,发动机的换气过程有所改善,给气比在θ=7°时最高,提升了3.5%.同时,在θ达到4°后,指示燃油消耗率(ISFC)开始逐渐增加,ISFC最高增加了3.5%(θ=10°);而平均有效压力(IMEP)最高增加了3.3%(θ=4°),之后随着θ的上升,IMEP开始降低.

旋转对置活塞发动机运动学特性研究

高功率密度发动机是未来内燃机的发展趋势.旋转对置活塞发动机结构简单,做功频率是传统往复式活塞发动机的两倍,可以显著提高发动机的理论功率密度,是小型无人机、混合动力系统的理想动力源.文中通过建立数学模型,探究了旋转对置活塞发动机的结构参数对活塞运动规律、气缸容积变化规律和压缩比的影响,分析了相邻活塞运动碰撞的边界条件.研究结果表明,活塞线速度对椭圆齿轮节曲线偏心率的变化最为敏感,当线速度大于平均值时,线速度与偏心率成正比,线速度小于平均值时则成反比;偏心率的增大可以减小气缸的余隙容积,且使下止点对应的气缸容积增大,进而调节发动机的压缩比;活塞端面夹角增大可以减小气缸的余隙容积;偏心率和活塞端面夹角在±10%的范围内变化时,压缩比相应的变化范围分别为5.62~12.04和5.01~23.45,当偏心率过大时将导致相邻活塞发生碰撞.

对置活塞轴向发动机同步运动机构空间圆柱凸轮的设计与优化

针对对置活塞轴向气缸结构的二冲程发动机,开展了对置活塞空间圆柱凸轮同步机构优化设计研究。为提高对置活塞发动机的性能,建立空间圆柱凸轮模型,对压力角、空间圆柱凸轮型线进行优化设计,进而得到发动机活塞的最佳运动位移曲线。利用发动机性能仿真软件GTpower,计算了不同活塞位移曲线下发动机的性能参数,分析活塞运动位移曲线对发动机性能参数的影响规律。计算结果表明:优化设计后的空间圆柱凸轮型线可以改进活塞运动位移的变化规律,进而提高发动机动力经济性能;随着活塞运动位移曲线的变化方向,发动机的性能先有所提升,而后开始下降,得出对置活塞发动机同步运动机构圆柱凸轮的优化设计方法。

对置式液压自由活塞发动机电磁阀动态响应的影响因素分析

根据对置式液压自由活塞发动机的需求,开发了大流量快速响应电磁阀,并对其动态响应影响因素进行了研究和分析。利用Ansoft Maxwell建立了电磁阀的三维有限元仿真模型,搭建了电磁阀响应速度实验测量装置,通过仿真数据与实验数据的对比得出开启时间最大偏差为0.38 ms,关闭时间最大偏差为0.67 ms,验证了该模型的准确性。仿真结果表明:隔磁垫、铁磁材料、弹簧预紧力是低压电磁阀动态响应的主要影响因素,自由升程对开启响应影响较大,而与关闭响应无关联,运动件质量的影响最小。

斜置式发动机活塞环开口位置确定及技术分析

指出了斜置式发动机大修时活塞环装配中所存在的问题,着重研究了活塞环开口位置的确定方法,并从技术上进行了分析,对斜置式发动机的检修具有指导意义。

探索革命性的发动机技术 亿科动力国际公司(EcoMotors)对置式活塞对置式气缸发动机进入商业化阶段

由繁入简，返璞归真，是北美众多研发公司的发展思路和特色之一。追溯内燃机的发展历程，20世纪上半叶，对置活塞二冲程发动机曾占有一席之地，但随着排放法规的日趋严格，逐渐被四冲程发动机所取代。而21世纪该类发动机由于结构简单，比功率大等优点又再次进入人们的视野。目前美国有20家左右的研发机构在从事这类发动机的研究，EcoMotors公司是在该领域研究中走在前列的公司之一。

对置发动机活塞温度场三维有限元分析

利用I-DEAS软件突破传统的简化方法,建立了某双缸水平对置风冷柴油机活塞的三维实体模型,并充分考虑风冷柴油机传热的特点来确定传热边界条件,对活塞温度场进行了有限元计算和分析。计算结果表明:活塞头部的温度接近极限,由于活塞环区域温度过高造成运行受阻,并与柴油机实际运行中出现的情况相符。进一步的实验表明,有限元分析结果与实验值误差小于5%,验证了本文所建模型,该计算方法的计算结果基本上可以指导设计。

对置式液压自由活塞发动机扫气过程的仿真

根据所开发的对置式液压自由活塞发动机样机的基本参数,基于AVL FIRE平台建立了缸内流场的三维仿真模型.分析了扫气口几何参数、活塞下止点停留时间对扫气过程的影响,探讨了利用扫气口几何参数实现缸内混合气分层的方法.结果表明:扫气口径向夹角为5°时,扫气效率和扫气捕获率都达到最大值;随着活塞下止点停留时间的加长,扫气效率呈现先提高再稳定的过程,扫气捕获率则随停留时间的加长而单调下降;采用较大的扫气口径向夹角,可以在压缩上止点附近,实现缸内轴心处废气浓度高、外围废气浓度低的分层分布.

基于水平对置的双级活塞发动机

本实用新型公开一种基于水平对置的双级活塞发动机(专利号:201220320084.3),其包括主动活塞机构和辅助活塞机构组成的双级活塞装置,所述主动活塞机构和辅助活塞机构置于主辅活塞外缸体内形成对置设置。所述基于水平对置的双级活塞发动机设置有至少4组双级活塞装置,每两组双级活塞装置形成水平对置的组合。本实用新型具有的有益效果是:使发动机的整体高度降低、整车的重心降低,车辆行驶更加平稳,发动机安装在整车的中心线上,两侧活塞产生的力矩相互抵消,大大降低车辆在行驶中的振动,便发动机转速得到很大提升,减少噪音。

设计一种新型的水平对置双级活塞发动机

设计一种基于水平对置的双级活塞发动机,其中包括主动活塞机构和辅助活塞机构组成的双级活塞装置,于主辅活塞外缸体内形成对置设置,辅助活塞机构同时搭载着进气控制系统。四缸发动机有四组双级活塞装置,每两组双级活塞装置形成水平对置的组合,发动机的整体高度和重心降低,两侧活塞产生的力矩相互抵消,降低振动噪声,使车辆行驶更加平稳。

对置式自由活塞发动机CFD建模与喷雾锥角研究

为了进一步提升对置式自由活塞发动机的燃料利用效率与排放性能,采用三维计算流体力学方法对该发动机的喷雾锥角进行了参数化仿真。设计了中央燃烧室结构与喷雾引导式燃烧组织方案。建立了中央燃烧室三维网格模型,根据原型样机设置了计算模型与计算条件。分析了喷雾锥角对缸内燃料分布、燃烧放热率、缸内压力、CO排放量和缸内温度的影响。研究结果表明喷雾锥角为40°左右时,点火时刻缸内燃料分布最为理想,发动机能够获得97.5%的燃烧效率、39.7%指示热效率和低于0.4%的CO排放量。

对置活塞发动机侧置燃烧室性能仿真研究

为解决使用中心浅坑燃烧室的对置活塞发动机燃油湿壁、挤流强度低、燃烧室中心混合气过浓等问题,提出对置活塞发动机侧置燃烧室方案,对侧置ω燃烧室和侧置侧卷流燃烧室性能进行研究。使用侧置燃烧室时气口开闭相位的改变会导致发动机指示功率降低,采用GT-Power建立发动机性能仿真模型,通过改变气口参数解决了由于换气过程差异导致的侧置燃烧室性能下降问题。采用AVL FIRE进行三维仿真分析研究不同燃烧室燃烧性能,优化油束夹角后的仿真结果表明侧置侧卷流燃烧室内燃油在分流造型作用下形成卷流运动和干涉壁射流,向油束之间和缸壁附近的空气未利用区域扩散,缓解了燃油在壁面附近的堆积问题,油气混合更加均匀。侧置侧卷流燃烧室方案相比中心浅坑燃烧室方案和侧置ω燃烧室方案燃烧速率更快,指示功率更高,在对置活塞发动机上应用侧置侧卷流燃烧室对提升发动机性能具有重要意义。

对置活塞液压输出发动机同步驱动机构动力学分析

结合一种新型对置活塞液压输出发动机(OPHO)整体设计概念,根据其同步驱动机构的工作原理建立了数学理论模型,并运用多体动力学软件Adams搭建了该机构与传统曲柄连杆机构动力学仿真分析模型,得到了该同步驱动机构关键运动部件的受力情况.仿真分析结果表明,OPHO发动机的动力活塞在竖直方向的侧向力较小,缓解了气缸壁磨损的现象,延长了发动机及其零部件使用寿命.其同步驱动机构采用对称布置形式,发动机在水平方向的振动和受力可被抵消,因而发动机的整体平衡性较好.

对置式凸轮发动机活塞热分析

在进行发动机的开发和技术改进时,对活塞热负荷进行分析可为其强度分析与结构优化设计提供理论依据。文中利用有限元方法对对置式凸轮发动机活塞进行了热分析,通过建立有限元模型和确定模拟边界条件得到了活塞的数值模拟温度场。分析结果表明,整个活塞温度偏高,应对此发动机活塞进行结构参数优化,以提高活塞耐久性,发挥对置式发动机的结构优点。

基于对置活塞发动机的液压混合动力系统仿真研究

基于对置活塞二冲程(OP2S)发动机独特的结构特点,新型液压混合动力系统将OP2S发动机与液压泵集成在一起,取消了传统液压混合动力车辆的动力分流机构,驱动过程中根据不同的行驶工况同时或分时输出机械能或液压能来驱动车辆,在液压混合动力车辆上具有独特的应用优势。运用AMESim仿真软件搭建系统仿真模型进行了能量管理策略的仿真分析。研究结果表明:在一个NEDC循环工况内,新型混合动力车辆可以实现驾驶员对车速的控制要求,并在车辆减速制动时回收制动能用于车辆的再次启动加速,为同时兼顾车辆制动能回收与燃油经济性的优化目标,最优切换车速点为25 km/h。

水平对置式六缸航空活塞发动机激振力分析

活塞式发动机是现代航空器上应用最早的动力装置,其主要用在中低速航空器上。目前,随着涡轮燃气发动机技术日渐成熟,具有高性能的燃气涡轮发动机逐渐应用于通用航空飞机,活塞式航空发动机的最大优点就是其经济价值更高,因此占据了较大的市场比例,目前在轻型低速飞机上仍普遍采用。随着通用航空近几年的飞速发展,通航所属的飞行训练学校飞机数量和训练时间迅速增长。

多次喷油策略下喷油间隔对双对置发动机性能和排放的数值分析

为研究多次喷油策略下喷油间隔对对置活塞对置气缸二冲程(OPOC)柴油机性能的影响,针对预喷量不变耦合不同喷油间隔条件下OPOC二冲程柴油机燃烧过程进行数值仿真研究.研究喷油间隔对OPOC二冲程柴油机燃烧过程的影响以及OPOC二冲程柴油机性能的影响.结果表明:小喷油间隔可以促进OPOC缸内油气混合;随着喷油间隔的增加,OPOC二冲程柴油机缸内平均压力增大,平均温度升高,soot排放呈现先减小后增加的趋势,而NOx排放呈现先增大后减小的趋势.

对置活塞发动机

新型对置活塞发动机，活塞在气缸内往复运动，连杆无摆动，只有直线运动。它的最大优点是体积缩小、重最减轻，曲轴中心线至气缸盖安装平面的距离比传统发动机减少几乎一半；连杆重量比传统发动机连杆轻30％。

水平对置航空活塞发动机曲轴箱有限元分析

高推重比设计一直是航空活塞发动机技术发展的必然趋势,为提升发动机的推重比,实现减重增效,以某款二冲程水平对置航空活塞发动机高强度铝合金曲轴箱作为研究对象,根据其结构特点建立三维实体模型,利用GT-SUITE软件分析各个主轴承座的受力情况,运用有限元软件ANSYSWorkbench对曲轴箱有限元模型进行稳态静力与约束模态的求解。结果表明,在发动机最大爆发压力下,曲轴箱最大变形不大于0.1 mm,安全系数大于1.2,1阶频率为1 421.6 Hz,远高于发动机的激励频率,不存在共振现象,整体结构符合设计要求。